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Caterpillar Kettendozer D11R
- Ersteller Stefan
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Modellkran
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und mir
aber ich drück dir mal die daumen !
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Ralf Kübler
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Gibts schon Baufortschritte in sachen D11?
Vor allem Bilder
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makau
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Bestimmung Antriebsmotor
Ein tolles Eigenbauprojekt! Ohne jemandem auf den Schlips treten zu wollen... die Leistungsangabe von etwas ueber 8 Watt erscheint doch etwas tief. Mit 8 Watt laesst sich nicht viel anstellen...
Es gibt da eine oft zitierte Faustformel, mit welcher Modellbauer gute Erfahrungen gesammelt haben, welche lautet:
P_Modell = 2*(Leistung des Originals [Watt] : Massstab^4 ).
Im besagten Fall weist das Original ca. 634kW und das Modell soll im Masstab 1:14,5. Somit folgt:
P_Modell=2*(634000: 44205)=28,7W
Diese Naeherungsformel ist bei radgetriebenen Fahrzeugen erfolgreich verwendet worden. Bei Kettenfahrzeugen, speziell bei Laderaupen erscheint mir noch ein weiterer Faktor beachtenswert; naemlich derjenige des Gewichtes. Um Erde vor sich herzuschieben, muss die Kraft auf den Boden gebracht werden, ohne dass die Ketten durchdrehen. Hast Du mal z.B. bei einer Modellbaumesse aehnliche Fahrzeuge gesehen und nach deren Gewicht gefragt?
Rein "gefuehlsmaessig" schaetze ich die obigen 38W als relativ gering und wuerde diesen Wert nochmals verdoppeln und zwar aus folgenden Gruenden: rel. hohe zu erwartende mechanische Verluste im Antriebsstrang (Pro Stirnradpaarung Faktor ca. 0.9) und des eigentlichen Kettenatriebes (Schaetzung ca. 0.5).
Ich denke, dass ein Seitenblick auf die Seite http://www.mp-modellbau.de.vu hilfreich sein koennte, auch wenn der Masstab nicht derselbe ist. (Obwohl Dein Masstab praktisch halb so gross ist, halbiert sich die benoetigte Leistung dadurch nicht, rechne mal kurz obiges Beispiel mit Masstab 1:8 anstelle 1:14.5)
Wie auch immer, ich wuensche Dir viel Erfolg beim Bau und vor allem die noetige Geduld. Wir warten alle gespannt auf die weiteren Baufortschritte.
Schoene Gruesse,
Martin
Ein tolles Eigenbauprojekt! Ohne jemandem auf den Schlips treten zu wollen... die Leistungsangabe von etwas ueber 8 Watt erscheint doch etwas tief. Mit 8 Watt laesst sich nicht viel anstellen...
Es gibt da eine oft zitierte Faustformel, mit welcher Modellbauer gute Erfahrungen gesammelt haben, welche lautet:
P_Modell = 2*(Leistung des Originals [Watt] : Massstab^4 ).
Im besagten Fall weist das Original ca. 634kW und das Modell soll im Masstab 1:14,5. Somit folgt:
P_Modell=2*(634000: 44205)=28,7W
Diese Naeherungsformel ist bei radgetriebenen Fahrzeugen erfolgreich verwendet worden. Bei Kettenfahrzeugen, speziell bei Laderaupen erscheint mir noch ein weiterer Faktor beachtenswert; naemlich derjenige des Gewichtes. Um Erde vor sich herzuschieben, muss die Kraft auf den Boden gebracht werden, ohne dass die Ketten durchdrehen. Hast Du mal z.B. bei einer Modellbaumesse aehnliche Fahrzeuge gesehen und nach deren Gewicht gefragt?
Rein "gefuehlsmaessig" schaetze ich die obigen 38W als relativ gering und wuerde diesen Wert nochmals verdoppeln und zwar aus folgenden Gruenden: rel. hohe zu erwartende mechanische Verluste im Antriebsstrang (Pro Stirnradpaarung Faktor ca. 0.9) und des eigentlichen Kettenatriebes (Schaetzung ca. 0.5).
Ich denke, dass ein Seitenblick auf die Seite http://www.mp-modellbau.de.vu hilfreich sein koennte, auch wenn der Masstab nicht derselbe ist. (Obwohl Dein Masstab praktisch halb so gross ist, halbiert sich die benoetigte Leistung dadurch nicht, rechne mal kurz obiges Beispiel mit Masstab 1:8 anstelle 1:14.5)
Wie auch immer, ich wuensche Dir viel Erfolg beim Bau und vor allem die noetige Geduld. Wir warten alle gespannt auf die weiteren Baufortschritte.
Schoene Gruesse,
Martin
makau
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- 152
Da ich selbst kein Kettenfahrzeug gefertigt habe und in meinem Modellbauer-Umfled ebenfalls keine Referenzen da sind, liegt es mir ein wenig fern, endgueltige Empfehlungen abzugeben. Ich an Deiner Stelle wuerde mich an besagte Naeherungsformel halten und dann, quasi zur Absicherung, die Erfahrungswerte der Modellbauer besagter Webseite zu Rate ziehen.
Bei derer Raupe (Achtung: Nach Umbau im Jahr 2000) sind die Eckdaten des Antriebes wie folgt:
"Fahrmotor: Bühler Nr. 1.13.044.413, Nennspannung 12 Volt, Nenndrehzahl 3000 U/min, Nenndrehmoment 18 Ncm
Lenkmotor: Bühler Nr. 1.13.018.071, Nennspannung 12 Volt, Nenndrehzahl 7200 U/min, Nenndrehmoment 5 Ncm
Hydraulikmotor: Bühler Nr. 1.13.018.071, Nennspannung 12 Volt, Nenndrehzahl 7200 U/min, Nenndrehmoment 5 Ncm
Gesamtübersetzung im ersten Gang: 315,008 : 1
Gesamtübersetzung im zweiten Gang: 113,939 : 1
Gesamtlenkübersetzung: 551,504 : 1 (Copyright der Angaben: http://www.mp-modellbau.de.vu)"
Diese Angaben lassen sich wiederum einfach mit einer Naeherungsformel in Leistung [Watt] umrechnen:
P_ab = (M*n)/9.55
Im obigen Fall fuer den Fahrmotor demnach:
P_ab = (0.18Nm*30001/s)/9.55 = 56W
Besagte Raupe wurde Anfangs mit 2 gleichen EMotoren (je 1 pro Kette) von je ca. 38W angetrieben und nach dem Umbau mit einem Ueberlagerungsgetriebe und besagtem Fahrmotor ausgestattet.
Wenn man nun diese Angaben dden Ergebnissen der "Masstabsformel" gegenueberstellt, so erscheint die theoretische Berechnung in etwa den praktischen Anforderungen zu genuegen.
Fazit: Ein Antriebsmotor mit einer Abgabeleistung von ca. 60W ist genuegend (Als Lenkantrieb reicht demnach ein schwaecherer EMotor, siehe Angaben oben). Bei Verwendung von zwei gleichen EMotoren sind ca. 2x40W ausreichend.
Derartige EMotoren finden sich bei einigen Herstellern wie beispielsweise GEFEG, DUNKERMOTOREN, BUEHLER, MAXON, FAULHABER wie die letzteren zwei Hersteller andere Konstruktionsprinzipien verwenden (sog. Glockenanker) und eher teuer sind, jedoch mit geringerer Stromaufnahme bei gleichen Drehmomentabgaben glaenzen.
Bei Deiner Wahl wuerde ich auf zwei Dinge achten:
a) Drehmoment moeglichst im Bereich 15-20Ncm (am EMotor-Abtrieb, ohne Getriebe)
b) Mehrpoliger EMotor (sind eigentlich alle von den genannten Herstellern)
Noch ein Tip:
Stelle die Wellenverbindungen moeglichst "gut" her, will sagen verwende keine "Schraubverbindungen" (Bsp. Zahnrad mittels SChraube durch Bund auf Welle), sondern nach Moeglichkeit Passfedern, Stift- oder oder Mehrkantverbindungen. Nur solche werden den Drehmomenten (auf Dauer) gerecht werden.
Der Einsatz eines Aussenplanetenantriebes (siehe wiederum besagte Webseite) macht zudem das Leben leichter, da bis zum Antriebsrad (Turan) keine allzu grossen Kraefte auftreten, sondern erst im AP Getriebe.
Viel Glueck und allzeit gutes Gelingen!
Martin
Bei derer Raupe (Achtung: Nach Umbau im Jahr 2000) sind die Eckdaten des Antriebes wie folgt:
"Fahrmotor: Bühler Nr. 1.13.044.413, Nennspannung 12 Volt, Nenndrehzahl 3000 U/min, Nenndrehmoment 18 Ncm
Lenkmotor: Bühler Nr. 1.13.018.071, Nennspannung 12 Volt, Nenndrehzahl 7200 U/min, Nenndrehmoment 5 Ncm
Hydraulikmotor: Bühler Nr. 1.13.018.071, Nennspannung 12 Volt, Nenndrehzahl 7200 U/min, Nenndrehmoment 5 Ncm
Gesamtübersetzung im ersten Gang: 315,008 : 1
Gesamtübersetzung im zweiten Gang: 113,939 : 1
Gesamtlenkübersetzung: 551,504 : 1 (Copyright der Angaben: http://www.mp-modellbau.de.vu)"
Diese Angaben lassen sich wiederum einfach mit einer Naeherungsformel in Leistung [Watt] umrechnen:
P_ab = (M*n)/9.55
Im obigen Fall fuer den Fahrmotor demnach:
P_ab = (0.18Nm*30001/s)/9.55 = 56W
Besagte Raupe wurde Anfangs mit 2 gleichen EMotoren (je 1 pro Kette) von je ca. 38W angetrieben und nach dem Umbau mit einem Ueberlagerungsgetriebe und besagtem Fahrmotor ausgestattet.
Wenn man nun diese Angaben dden Ergebnissen der "Masstabsformel" gegenueberstellt, so erscheint die theoretische Berechnung in etwa den praktischen Anforderungen zu genuegen.
Fazit: Ein Antriebsmotor mit einer Abgabeleistung von ca. 60W ist genuegend (Als Lenkantrieb reicht demnach ein schwaecherer EMotor, siehe Angaben oben). Bei Verwendung von zwei gleichen EMotoren sind ca. 2x40W ausreichend.
Derartige EMotoren finden sich bei einigen Herstellern wie beispielsweise GEFEG, DUNKERMOTOREN, BUEHLER, MAXON, FAULHABER wie die letzteren zwei Hersteller andere Konstruktionsprinzipien verwenden (sog. Glockenanker) und eher teuer sind, jedoch mit geringerer Stromaufnahme bei gleichen Drehmomentabgaben glaenzen.
Bei Deiner Wahl wuerde ich auf zwei Dinge achten:
a) Drehmoment moeglichst im Bereich 15-20Ncm (am EMotor-Abtrieb, ohne Getriebe)
b) Mehrpoliger EMotor (sind eigentlich alle von den genannten Herstellern)
Noch ein Tip:
Stelle die Wellenverbindungen moeglichst "gut" her, will sagen verwende keine "Schraubverbindungen" (Bsp. Zahnrad mittels SChraube durch Bund auf Welle), sondern nach Moeglichkeit Passfedern, Stift- oder oder Mehrkantverbindungen. Nur solche werden den Drehmomenten (auf Dauer) gerecht werden.
Der Einsatz eines Aussenplanetenantriebes (siehe wiederum besagte Webseite) macht zudem das Leben leichter, da bis zum Antriebsrad (Turan) keine allzu grossen Kraefte auftreten, sondern erst im AP Getriebe.
Viel Glueck und allzeit gutes Gelingen!
Martin
Formel für Antriebsleistung
Also, ohne Recht haben zu wollen, aber ich stehe nach wie vor zu meiner Formel.
Ich bitte folgendes zu bedenken:
Die notwendige Antriebsleistung ist hauptsächlich von Gewicht und Geschwindigkeit abhängig. Die meisten Modellbauer machen den Fehler, einen Motor mit zu großer Leistung einzubauen, was Geld, Strom und v.a. Platz benötigt.
Mit dem Beispiel eines Motors mit Drehzahl 3.000 U/min, 12 V und 0,18 Nm ist die Raupe im Maßstab 1:14,5 überdimensioniert:
Es ergibt sich eine Abgabeleistung von P=2*pi*0,18Nm*50 1/s= 56,5 W.
Bei einem Gesamtwirkungsgrad im Antrieb von 60% und einem Raupengewicht von 100N (=10,2kg) kann die Raupe eine Steigung von 45°(=100%) mit einer Geschwindigkeit von 0,48m/s erklimmen !
In der Ebene kann die Raupe hat die Raupe eine maximale Schubkraft von 100N (=Eigengewicht bei bester Haftung). Bei einer Leistung von 56,5W fährt sie dann noch 0,565 m/s. Meines Erachtens ist das für diesen Maßstab zu schnell, es entspricht fast 30 km/h bei voller Schubleistung!
Ein viertel der Geschwindigkeit bedeutet auch ein viertel der Leistung (Luftwiderstände gibt es hier nicht), mit 14 W wäre die Raupe noch immer 0,14 m/s (Original: 7,5 km/h) schnell. Der notwendige Bauraum für Getriebe und Motor beträgt wahrscheinlich aber noch weniger als ein viertel. In meinen Augen ein guter Deal, da das Mehr an Leistung die Raupe bei maßstäblicher Geschwindigkeit nie benötigen wird.
Wie in der oft zitierten Faustformel ersichtlich, geht bei der Leistung (in diesem Anwendugsfall) der Maßstab mit der vierten Potenz ein: drei Potenzen für das Gewicht bzw. Volumen und eine für die Geschwindigkeit. 56 W im Maßstab 1:6,25 sind entsprechend 3,5 W im Maßstab 1:14,5.
Aber ich denke, daß Martin mir sicherlich zustimmen wird, wenn ich sage, jeder soll und darf so bauen wie er meint, am glücklichsten zu sein.
Grüsse, Alex.
Also, ohne Recht haben zu wollen, aber ich stehe nach wie vor zu meiner Formel.
Ich bitte folgendes zu bedenken:
Die notwendige Antriebsleistung ist hauptsächlich von Gewicht und Geschwindigkeit abhängig. Die meisten Modellbauer machen den Fehler, einen Motor mit zu großer Leistung einzubauen, was Geld, Strom und v.a. Platz benötigt.
Mit dem Beispiel eines Motors mit Drehzahl 3.000 U/min, 12 V und 0,18 Nm ist die Raupe im Maßstab 1:14,5 überdimensioniert:
Es ergibt sich eine Abgabeleistung von P=2*pi*0,18Nm*50 1/s= 56,5 W.
Bei einem Gesamtwirkungsgrad im Antrieb von 60% und einem Raupengewicht von 100N (=10,2kg) kann die Raupe eine Steigung von 45°(=100%) mit einer Geschwindigkeit von 0,48m/s erklimmen !
In der Ebene kann die Raupe hat die Raupe eine maximale Schubkraft von 100N (=Eigengewicht bei bester Haftung). Bei einer Leistung von 56,5W fährt sie dann noch 0,565 m/s. Meines Erachtens ist das für diesen Maßstab zu schnell, es entspricht fast 30 km/h bei voller Schubleistung!
Ein viertel der Geschwindigkeit bedeutet auch ein viertel der Leistung (Luftwiderstände gibt es hier nicht), mit 14 W wäre die Raupe noch immer 0,14 m/s (Original: 7,5 km/h) schnell. Der notwendige Bauraum für Getriebe und Motor beträgt wahrscheinlich aber noch weniger als ein viertel. In meinen Augen ein guter Deal, da das Mehr an Leistung die Raupe bei maßstäblicher Geschwindigkeit nie benötigen wird.
Wie in der oft zitierten Faustformel ersichtlich, geht bei der Leistung (in diesem Anwendugsfall) der Maßstab mit der vierten Potenz ein: drei Potenzen für das Gewicht bzw. Volumen und eine für die Geschwindigkeit. 56 W im Maßstab 1:6,25 sind entsprechend 3,5 W im Maßstab 1:14,5.
Aber ich denke, daß Martin mir sicherlich zustimmen wird, wenn ich sage, jeder soll und darf so bauen wie er meint, am glücklichsten zu sein.
Grüsse, Alex.
makau
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@geco
Sicherlich hast Du recht mit der Aussage, dass im Vergleich zu rechnerischen Dimensionierungen in der Praxis eher ueberdimensioniert wird bei Modellbauantrieben. Auch stimme ich der Aussage zu, dass jeder so bauen kann wie er es fuer richtig haelt. Eine Anmerkung sei mir trotzdem gewaehrt:
Du schreibts in Deinem ersten Beitrag "Außerdem wird die Raupe dabei nichts mehr schieben können, sie ist mit ihrem Eigengewicht bereits voll ausgelastet."
Da ich von der Annahme ausgegangen bin, dass (Erde) 'schieben' zu den eigentlichen Aufgaben einer Raupe gehoert, habe ich mir den Hinweis auf besagte Webseite und die altbekannte Masstabsformel erlaubt. Des weiteren erlaube ich mir anzumerken, dass ein einfaches, mehrstufiges (Modell-) Stirnradgetriebe typische Verlustleistungen im Bereich von 2-6W aufweist.
Was toll waere (und Stefan sicherlich viel helfen wuerde) wenn Du noch weitere Berechnungen / Abschaetzungen liefern koenntest, welche Drehmomente am Turas wirken muessten um z.B. 2,4 oder 5 kg Erde zu schieben und welches Gewicht das Modell aufweisen muesste um das erforderliche Drehmoment auch auf die Erde zu bringen.
Ich bitte Dich, meine Anmerkungen nicht als zynisch aufzufassen, sondern als Ansporn, Stefan's Frage moeglichst abschliessend und aussagekraeftig beantworten zu koennen.
Schoene Gruesse,
Martin
Sicherlich hast Du recht mit der Aussage, dass im Vergleich zu rechnerischen Dimensionierungen in der Praxis eher ueberdimensioniert wird bei Modellbauantrieben. Auch stimme ich der Aussage zu, dass jeder so bauen kann wie er es fuer richtig haelt. Eine Anmerkung sei mir trotzdem gewaehrt:
Du schreibts in Deinem ersten Beitrag "Außerdem wird die Raupe dabei nichts mehr schieben können, sie ist mit ihrem Eigengewicht bereits voll ausgelastet."
Da ich von der Annahme ausgegangen bin, dass (Erde) 'schieben' zu den eigentlichen Aufgaben einer Raupe gehoert, habe ich mir den Hinweis auf besagte Webseite und die altbekannte Masstabsformel erlaubt. Des weiteren erlaube ich mir anzumerken, dass ein einfaches, mehrstufiges (Modell-) Stirnradgetriebe typische Verlustleistungen im Bereich von 2-6W aufweist.
Was toll waere (und Stefan sicherlich viel helfen wuerde) wenn Du noch weitere Berechnungen / Abschaetzungen liefern koenntest, welche Drehmomente am Turas wirken muessten um z.B. 2,4 oder 5 kg Erde zu schieben und welches Gewicht das Modell aufweisen muesste um das erforderliche Drehmoment auch auf die Erde zu bringen.
Ich bitte Dich, meine Anmerkungen nicht als zynisch aufzufassen, sondern als Ansporn, Stefan's Frage moeglichst abschliessend und aussagekraeftig beantworten zu koennen.
Schoene Gruesse,
Martin
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Stefan, hallo Martin.
@Stefan: Am besten, Du schätzt mal das Gewicht Deiner Raupe im fahrbereiten Zustand ab (inkl. "Reserve") sowie die Geschwindigkeit bei "schieben" und die Schiebemasse (Gewicht des Erdhaufens). Schließlich noch die Steigung , bei der dies noch funktionieren soll und den Turas-Durchmesser.
Dann schicke ich Euch eine Excel-Datei mit meiner Berechnung. Ihr könnt dann dort selber ein wenig rumspielen mit den Werten.
Selbstverständlich darfst Du dann auch einen eigenen Aufschlag auf die Leistung vornehmen, wenn Dir der errechnete Wert zu gering erscheint.
@Martin: Du hast völlig recht, wir wollen ja Stefan möglichst konkret weiterhelfen.
Grüsse, Alex.
@Stefan: Am besten, Du schätzt mal das Gewicht Deiner Raupe im fahrbereiten Zustand ab (inkl. "Reserve") sowie die Geschwindigkeit bei "schieben" und die Schiebemasse (Gewicht des Erdhaufens). Schließlich noch die Steigung , bei der dies noch funktionieren soll und den Turas-Durchmesser.
Dann schicke ich Euch eine Excel-Datei mit meiner Berechnung. Ihr könnt dann dort selber ein wenig rumspielen mit den Werten.
Selbstverständlich darfst Du dann auch einen eigenen Aufschlag auf die Leistung vornehmen, wenn Dir der errechnete Wert zu gering erscheint.
@Martin: Du hast völlig recht, wir wollen ja Stefan möglichst konkret weiterhelfen.
Grüsse, Alex.
