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Kegelzahnräder - Technik


gaffeltoni

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gaffeltoni

Hallo an unsere Techniker,

brauche fachliche Unterstützung von jemandem, der sich mit Kegelzahnrädern, den Gebrauch damit und deren Technik auskennt und mir etwas auf die Sprünge helfen kann.

Die Ruderachse meines Gaffelkutters läuft, wie bei diesen Schiffen üblich, nicht senkrecht, sondern in einem 40° spitzen Winkel zur CWL nach vorne. Ich habe zwischen Ruderkoker und Deck gerade mal 2cm Platz. Die Ansteuerungsebene ist parallel zur CWL. Ich habe versucht, das mit einer Seilzugsteuerung zu machen, habe aber das wieder verworfen, weil zu labil. Dann habe ich die Idee entwickelt, das mit Zahnrädern zu bewerkstelligen. Das klappt auch soweit recht gut, in dem ich auf der Ruderachse ein Zahnrad habe und ein zweites auf der Nullebene (CWL). Die greifen ineinander, sind aber keine Kegelräder ! Die greifen also "verkantet" ineinander. Das ist mir aber inzwischen zuu ungenau und denke daran, ob man das mit Kegelzahnrädern präziser =spielfrei anlenken kann. Ich stelle mir vor, daß ein Kegelzahnrad mit 50° da das richtige wäre, um eine richtige und spielfreie Verzahnung zu haben. Liege ich da mit meinen Überlegungen richtig ?

 

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Ralph Cornell

@gaffeltoni  50° ist ein ungewöhnlicher Winkel, Toni. Sicher wäre es möglich, ein entsprechendes Zahnrad anfertigen zu lassen - dafür gibt es Modulfräser. Aber es gibt dabei etwas zu bedenken: Solche Zahnräder können nur auf einem Teilkopf gefertigt werden. Außerdem denke ich, daß Du da bestimmt keine großen Messingklopper einbauen willst. Also ist Modul 1 dabei wohl das höchste der Gefühle. Das ist dann wirklich Feinwerktechnik.

Es empfiehlt sich auch, die Achse des einen Zahnrads zweifach zu lagern. Das nimmt Spiel aus dem Getriebe.

Von großem Interesse ist auch das Zähnezahlverhältnis der beiden Räder- davon hängt ab, ob Du eine Unter- oder Übersetzung haben willst.

Ganz wichtig: Bei Zähnezahlen unter 14 müssen die Zahnflanken eines solchen Rades korregiert werden, sonst hinterschneiden die Zahnflanken. Auch nicht ganz trivial, das hin zu bekommen.

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Bei dem Titel dachte ich erst da hat jemand eine Idee wie mein "Uhrwerk" für den Gondelantrieb. Das ist ja noch human hier :D

Ich versuche jetzt erstmal dein Vorhaben richtig zu verstehen.

Nach meinem Verständnis hast du den Zustand links als Ist-Zustand.
Du würdest gerne das in der Mitte haben.

Ruderanlenkung.thumb.jpg.f4129c2e4b8d59565bce36d4b9337e30.jpg

Nun würde ich nach dem was ich für mein Differential gelesen habe von mehreren Problemen dabei ausgehen.

Zum einen, wie auch schon oben erwähnt, kenne ich keine Kegelräder in 50°. Da die Ablenkungen blicherweise 90° betragen sollen sind die Flanken auf 45°. Mit viel Suchen und Glück könnte ich mir vorstellen, dass es vielleicht auch noch 30° Flanken gibt. Aber 50° wirds wohl nicht geben.

Dann sind Kegelräder nicht mit geradverzahnten Stirnrädern kompatibel. Die Teilungen auf dem Kegelrad variieren bereits. Ist ja logisch, da sich der Abstand wischen den Zähnen zum Innenradius verengen muss, wenn die Anzahl gleich bleibt. Es ist sogar so, dass zwei 45° Räder nicht zwingend zusammen passen. Da muss man schon aufpassen, wenn man unterschiedliche Zahnzahlen möchte, weil die Eingriffe abgestimmt werden müssen. Bei Spiralverzahnten wirds noch schlimmer. Also wenn bei einem Hersteller bleiben und im Satz kaufen.

Was eventuell eine Option wäre, die Achse des Antriebes zu drehen und entweder den Eingriff der Stirnräder zu verbessern, oder wie rechts in der Zeichnung Kegelräder parallel zu nehmen. Durch den Winkel an der Oberseite kannst du im Vergleich zu Stirnrädern größere nehmen, um den Wellenabstand größer zu gestalten.

Ohne Weiteres wirst du deine Lösung wohl nicht umsetzten können.

 

Das mit den kleinen Zahnzahlen ist so richtig. Allerdings meine ich, dass sich der Hinterschnitt beim Fertigen ganz gut machen ließ. Zudem könnte ich sagen, dass man wohl schon Modul 1 mit 20-30 Zahn unterbringen müsste. In meiner Gondel sind Modul 0,5 20 Zahn. DAS ist Feinmechanik :D

 

Grüße

 

Daniel

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vor 1 Stunde, gaffeltoni schrieb:

...mit einer Seilzugsteuerung zu machen, habe aber das wieder verworfen, weil zu labil...

Das ist jetzt nicht die Antwort auf deine Frage, aber wenn du das Seil in einem Röhrchen führst (z.B. Bowdenzug) und/oder auch ein steiferes Seil nimmst, sollte es mit doppelseitiger Anlenkung funktionieren.

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Ralph Cornell

@DJK94 Höhöhö, in der Umlenkung von Königswelle zu Schraubenwelle in meinem Mini-Außenborder (den Du am Heck meines Avatars siehst) werkeln 2 Kegelräder mit Modul 0,2. Feinmechanik, jaja...

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Daniels letztes Bild mit den parallelen Wellen kommt einer möglichen brauchbaren Lösung schon sehr nahe.

Statt aber zwei Kegelräder gegeneinander gedreht einzusetzen (das klappt nicht besonders gut von der Verzahnungsgeometrie her...) kan man das natürlich auch mit zwei Stirnzahnrädern oder einem Zahnriemen umsetzen.

Fakt ist mal, dass die Anlenkwelle parallel zum Koker (seitlich oder stirnseitig) nach unten wandert, wo dann wiederum auch Platz für ein Servo gefunden werden könnte.
Man darf sich ruhig sich frei machen von dem Gedanken, dass ein Servo immer lotrecht eingebaut sein muss, die Dinger funktionieren auch in Schräglage völlig problemlos.

Viele Grüße

Torsten

 

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Stimmt ich mein noch die Teilungen sind unterschiedlich auf dem Radius.:ohno: So gegeneinander kann das nicht vernünftig ineinander laufen. Es kann für den Zweck funktionieren, aber nicht bei Leistungsübertragung.

 

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Ich würde ein Schneckengetriebe verwenden. Das ist Spielfrei, Kräftig und dem ist der abgehende Winkel egal.

Angetrieben vom Servo wäre die Schnecke, die vor dem Ruder  - quer zum Schiff, waagerecht zum Deck  - eingebaut ist. Das Abgehende (schräg gefräste) Zahnrad kann dahinter direkt auf der Ruderwelle sein. Sobald die Schnecke das Zahnrad berührt wird es das Ruder sperren und bei Drehung in eine oder umgekehrt in die andere Richtung bewegen. Die Schnecke kann (gut gelagert) auch per Zahnriemen angetrieben werden, wenn vor Ort zuwenig Platz ist. 

hier ein Bild das das vielleicht etwas verdeutlicht:

http://de.academic.ru/pictures/dewiki/115/schneckengetriebe02.jpg

Zu Kaufen gibt es eine gute Größe bei Lemo Solar

http://www.lemo-solar.de/shop/modellbau_zubehoer.php#id1300500031

(Falls es nicht funktioniert: lemo solar, dort unter Modellbau und dort unter Modellbau Zubehör runterscrollen ich würde Modul 0,5 vorschlagen)

viele Grüße, Maximilian

 

Edited by genius
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gaffeltoni

dank euch für die Resonanz

Daniel hat den "ist Zustand" im linken Bild dargestellt, zweí Stirnräder greifen ineinander. Die mittlere Lösung strebe ich an. Evtl. mit Variation(en). Wie geschrieben, habe ich kaum Platz nach oben (Deck). Ein Servo schräg einbauen ist wegen des flachen Hecks kaum möglich. Eine Variante mit Seilzug und Umlenk-augen oder Blöcken wäre denkbar, dann muß mir noch eine Lösung einfallen, daß das Seil nicht durchrutscht. Müßte das so lösen wie eine Schotwinsch im Original, wo mehrere Umläufe Schnur sich bekneifen...Leider geht Zahnriemen garnicht wegen evtl. komplizierter Führung...wäre aber sicher ziemlich spielfrei.

Ich schau mal, was sich noch so ergibt. Danke auf jeden Fall mal für's mitdenken ! So macht Forum Spaß !

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Warum musst du das Seil gegen Durchrutschen sichern? Ich würde schlicht versuchen ein Servohorn(oder Ähnliches) an beiden Enden mit Schnüren zu verbinden. Beim Ausschlag ändert sich dann nur der Winkel, den es in der Vertikalen beschreibt. Wichtig ist natürlich, das so auszulegen, dass beide unter Spannung bleiben. Eventuell mit Federn arbeiten, die etwaige Längenänderungen im Weg ausgleichen können.

Die Modellflieger nutzen das durchaus öfter für Seitenruderanlenkungen.

 

Daniel

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gaffeltoni

@ Maximilian,

wäre eine nachdenkenswerte Idee ! Dann müßte ich aber ein Servo haben, das mehrere Umdrehungen macht, mit 2x +_40° beim Normalservo komme ich da nicht weit ! Habe noch ein kleines Segelservo mit 6 U hier liegen, und da müßte man rausfinden, ob ich da mit 6 U einen Ruderweg von 2x 35-40° realisieren kann. Kommt dann auf die Zähnezahl des auf der Ruderachse sitzenden Rades an.

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gaffeltoni

@ Daniel, hatte ich ja schon mal so verbaut, da kommen die Hörner bei voll Seitenlage übers Deck hinaus ! Eine Seite geht runter, die andere rauf - und das wäre zuu hoch. Ruderachse hat ca. 43° schräg nach vorn !!!

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Schifferlfahrer
vor 11 Minuten, gaffeltoni schrieb:

@ Maximilian,

wäre eine nachdenkenswerte Idee ! Dann müßte ich aber ein Servo haben, das mehrere Umdrehungen macht, mit 2x +_40° beim Normalservo komme ich da nicht weit ! Habe noch ein kleines Segelservo mit 6 U hier liegen, und da müßte man rausfinden, ob ich da mit 6 U einen Ruderweg von 2x 35-40° realisieren kann. Kommt dann auf die Zähnezahl des auf der Ruderachse sitzenden Rades an.

Das verstehe ich jetzt nicht ganz: Das Ruder dreht doch genauso weit, wie das Servo. Oder muss das Ruder um 90° gedreht werden? Du kannst natürlich den Ruderausschlag etwas variieren, indem du das Seil am Servo weiter von der Drehachse entfernt einhängst, als beim Ruder.

Wenn die Servohörner am Ruder zu lang sind und am Deck anstoßen, kannst du da auch ein kleineres verwenden. Das hat auch nichts mit dem Drehmoment des Servos zu tun: Wenn du das gleichermaßen kleine Servohorn am Servo verwendest, bleibt das Drehmoment das gleiche.

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Seine Umdrehungen bezogen sich auf den Vorschlag eines Schneckengetriebes.

Und ja natürlich kann ich die Hebel am Servo auch ändern. Ich habs heute irgendwie nicht mit Mechanik:ohno:

 

Daniel

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gaffeltoni

...ist ja ne Menge Brainstorming im gange...danke euch dafür. Werde mal alles durchdenken, muß ich ja nicht über's Knie brechen. Wie heißt das so schön: gut Ding braucht Weile...

bis hierhin schon mal danke an alle, ich bleibe dran...

btw, habe ein Foto gefunden vom Ganzen, aber ------ die Daten sind zu viele....

übrigens, wenn ich das Bild als Anhang an eine PN schicke, gilt da auch die Begrenzung ?

Edited by gaffeltoni
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Ralph Cornell

Mir persönlich gefällt am besten die Idee mit der Seilzugansteuerung. Und das Gegenargument, daß die Ruderhebel am Deck anstoßen... Warum nicht den Ruderkoker kürzen? Ich nehme an, es ist das übliche Messingrohr. Kürzen, und einen Topf auflöten, in dem eine Gummi-Lippendichtung aus dem Hydraulikbedarf sitzt. STEBA hat solches Zeug, für Schraubenwellendichtungen. Das sollte auch für die Ruderwelle gehen.

Ich habe so etwas schon gemacht, da für die Zwillingsruder meines Schnellboots im Heck wenig Platz war, und da mir bei schneller Fahrt das Wasser durch die Kokerrohre aufstieg.

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Hallole,

ich hatte das bei meinem Zulu über Drahtseile gelöst, der hat auch eine ziemliche Schräge am Heck

das funktionierte gut und hielt über Jahre!

Gruss
Chris

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Das funktioniert auch mit einem Seil. Hab ich bei meiner Seacret auch so gemacht.
Da der Seiltrieb nicht endlos dreht und lediglich 90° (+-45°) bringen muss, kann man das Seil an den Seilrollen auf Servo und Ruderwelle jeweils an einer Stelle klemmen, die kleine Alu-Platte links an der Seilscheibe ist seitlich mit 2x M2 verschraubt. Die Seilscheibe an der Ruderwelle ist sinngemäß gleich.

Möglichkeiten, das Seil zu fixieren, gibt es sicher reichlich.
Natürlich wären z.B. auch Lösungen mit einer seitlichen Durchbohrung und Madenschrauben denkbar, oder man legt eine Schlinge um eine Schraube ins Seil...


IMGP8303.JPG.f32291e2eed7ef6510bb12b415b315a4.JPG

Gruß

Torsten

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Am 10.5.2018 um 20:30 , gaffeltoni schrieb:

@ Maximilian,

wäre eine nachdenkenswerte Idee ! Dann müßte ich aber ein Servo haben, das mehrere Umdrehungen macht, mit 2x +_40° beim Normalservo komme ich da nicht weit ! Habe noch ein kleines Segelservo mit 6 U hier liegen, und da müßte man rausfinden, ob ich da mit 6 U einen Ruderweg von 2x 35-40° realisieren kann. Kommt dann auf die Zähnezahl des auf der Ruderachse sitzenden Rades an.

Es gibt auch noch "Schraubräder" (in modellüblichen Größen z.B. bei Steba). Die Wellen verlaufen da genauso wie bei einem Schneckengetriebe, aber die Übersetzung kann (bei gleicher Zähnezahl) auch 1:1 sein.

Grüße

Matthias

 

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gaffeltoni

hallo Matthias,

danke für die Idee mit den Schraubenrädern. Habe gleich gegoogelt und mir etwas dazu angesehen. Scheint eine interessante Variante zu sein. Gibt auch einige Anbieter. Die meisten haben 90° Versatz, ich brauche aber +- 43°, da ja die Ruderachse schräg nach vorne verläuft....

Danke für den Hinweis !

Edited by gaffeltoni
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gaffeltoni

hallo liebe Mitleser- und Schreiber !

Das Thema hat mich die letzten Tage reichlich beschäftigt. Bin nochmal der Sache auf den Grund gegangen und habe dabei festgestellt, daß das mir zuu große Spiel im Ruder mit dem Servo zu tun hat, nämlich, daß das so viel Spiel hat, daß das Ruder sich in der Neutrallage mehr als 1cm bewegen läßt. Deshalb muß ich immer "Stützruder" geben. Werde jetzt das Servo tauschen, aber auch die Anlenkung überarbeiten. Alles in Kugelkopf wie bisher.

Ich habe nochmal in meinem Materialmagazin gestöbert und bin auf eine Kiste (ca. 40 kgs !) mit Dux Metallbaukastenteilen gestoßen. Jede Menge Achsen, Räder - und auch Zahnräder in allen möglichen Größen....und habe auch welche gefunden, die nur 2mm dick sind, in Modul 1 und Messing ! Ich werde jetzt darangehen, ein solches 2mm dickes Zahnrad so zu präparieren, daß ich daran die Anlenkung für's Servo (Kugelkopf) anschrauben kann (variabel) und die unteren Zahnflanken poliere, denn wenn das in das Stirnrad auf der Ruderachse eingreift, alles geschmeidig und spielfrei läuft.

Ich denke, daß ich dann das Problem des zu vielen Spiels im Ruder gepackt habe. Das wird dann so aussehen, wie Daniel, DJK94 im linken Teil seines Posts dargestellt hat, nur, daß auf der Ruderachse ein 4mm dickes Zahnrad ist, und das waagerechte 2mm stark ist.

Werde über den Erfolg (oder auch nicht...) berichten.

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