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Projekt Gleichlaufgetriebe

Jettaheizer

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21.10.2016
Beiträge
1.191
Hallo Leute,

in den letzten Wochen habe ich mich mal intensiv mit einem Nebenprojekt befasst. Ich habe ein Gleichlaufgetriebe gebaut. Wer nicht weiß, was damit gemeint ist: eine Erläuterung gibt es weiter unten. Zunächst hatte ich einige grundlegende Fragen zu klären, wie z.B. welche Achsen oder Zahnräder ich nehme. Also hab ich zunächst nach Achsen gesucht. Nach kurzer Zeit habe ich von einem Forenmitglied zwei Tamiya Standard-Hinterachsen (ohne Durchtrieb) erstanden. Diese hab ich dann vermessen und festgelegt, daß der Achsabstand (Mitte-Mitte) 42 mm betragen soll. Nach weiterer Recherche hab ich dann zwei Messingzahnräder Modul 1 42 Zähne und drei Messingzahnräder Modul 1 21 Zähne bestellt:

IMAG1324b.jpg

Ich weiß, die sind etwas übertrieben, aber das waren die einzigen, die ich in der passenden Zähnezahl bekommen konnte. Um diese kraftschlüssig mit den Achsen zu verbinden sollten die normalen Sechskantmitnehmer von Tamiya dienen. An dieser Stelle noch einmal einen riesengroßen Dank an Frank aus dem Nachbarforum, der mir diese tolle Fräsarbeit gemacht hat:

Zahnräder Frank.jpg

Um die Achsen miteinander zu verbinden, benötigte ich zwei Distanzstücke. Also ein Aluprofil mit 8 x 40 mm bestellt und davon ein Stück mit 27 mm Länge abgesägt und auf Maß geschliffen:

IMAG1326b.jpg

Aus einem Stück wurden dann zwei, eins mit 18 mm Breite, das andere habe ich auf 20 mm Breite belassen (nur glatt geschliffen):

IMAG1327b.jpg

IMAG1328b.jpg

Eigentlich sollte es ebenfalls 18 mm haben, aber ich habe mir dann überlegt, daß ein wenig mehr "Fleisch" an dieser Stelle nicht schaden kann. In dieses Stück bohrte ich genau mittig ein Pilotloch, das dann mittels Stufenbohrer auf 12 mm aufgebohrt wurde. Danach wurde ein Stück Messingrohr 12 x 1 mm auf 22 mm abgelängt, plan geschliffen und die Enden vorsichtig auf 11 mm aufgebohrt. Dort hinein kamen dann zwei Kugellager. Zum Schluss wurde die ganze Geschichte in das Alustück eingepresst:

IMAG1329b.jpg

IMAG1330b.jpg

Daß dabei ein Kugellager nicht bündig eingelassen wurde, ist kein Fehler, sondern durchaus beabsichtigt. Noch ein paar Kleinteile dazu und das Teil konnte montiert werden:

IMAG1331b.jpg

IMAG1332b.jpg

Danach die ganze Klamotte provisorisch zusammengeklammert und siehe da, es paßt:

IMAG1333b.jpg

IMAG1334b.jpg

IMAG1335b.jpg

Das Zahnflankenspiel sieht hier noch sehr groß aus, aber auch das ist beabsichtigt, für den Fall, daß der Kunststoff der Achsen bei der endgültigen Montage etwas nachgibt, hab ich so noch Reserve. Ansonsten kann ich das immernoch ein wenig beischleifen. Dann kam der (für mich) schlimmste Moment. Die senkrechten Löcher mußten gebohrt werden. Also sorgfältig angezeichnen, gekörnt, dann noch sorgfältiger eingespannt und ausgerichtet und ganz vorsichtig mit der kleinstmöglichen Drehzahl (300 1/min) meiner Tischbohrmaschine gebohrt. Um meinen Schraubstock zu schonen, hab ich bis auf 2 mm Resttiefe gebohrt und danach auf einer Holzunterlage fertig durchgebohrt. Und damit ergibt sich auch, weswegen ein Kugellager etwas vorschaut. Die senkrechten Bohrungen gehen durch die Wandung des Messingrohres. Dadurch benötige ich auch keinerlei Klebstoff, um das Messingrohr in dem Alustück zu fixieren. Aber trotz aller Sorgfalt und Vorsicht ist ein Loch nicht genau senkrecht durch´s Alu gegangen. Warum auch immer, ich weiß es nicht. Ich kann mir nur vorstellen, daß mir der Bohrer "abgehauen" ist, als er die Wandung des Messingrohres passiert hat. Zum Glück paßt trotzdem noch alles zusammen:

IMAG1336b.jpg

Lediglich das mittlere Zahnrad sitzt geringfügig schief, aber da die Funktion einwandfrei gegeben ist, kann ich damit leben:

IMAG1337b.jpg

Die Abstandhalter unter dem Getriebe sind nur provisorisch, bis die "Sockelstücke" gemacht sind. Deswegen sind auch die Gewindestangen so lang.
Jetzt zur Funktion.
Nehmen wir an, dieses Getriebe sitzt ein einem Kettenfahrzeug (bei mir soll es später in einen Kettentraktor eingebaut werden). Der Antrieb der beiden Ketten wird dann an der unteren Achse abgegriffen. Diese stellt somit die Fahrachse dar. Wenn man diese Achse antreibt, drehen sich die Zahnräder auf dieser Achse und damit die Ketten gleichläufig. Die obere Achse ist die Lenkachse. Steht die Fahrachse still und die Lenkachse wird angetrieben, drehen sich die Ketten gegenläufig. Natürlich sind die Funktionen Fahren und Lenken beliebig überlagerbar. Werden beide Achsen mit der gleichen Drehzahl angetrieben, so steht eine Kette still, während sich die zweite mit der doppelten Drehzahl dreht.
Der Aufwand und Platzbedarf für ein solches Gleichlaufgetriebe ist natürlich deutlich höher, als wenn man jede Kette einzeln per Motor antreibt, jedoch hat das System auch Vorteile. Erstens läuft das Fahrzeug, wenn man nur die Fahrachse antreibt, exakt geradeaus (weil beide Ketten 100% synchron laufen), zweitens benötigt man keinerlei Mischer, da es jeweils einen definierten Fahr- und Lenkkanal gibt und drittens kann man die Drehzahlen zum Fahren und Lenken durch unterschiedliche Motoren variieren, falls benötigt.

Soweit der aktuelle Stand. Als nächstes muß ich Motoren und Kupplungen besorgen, Halter dafür bauen und das Ganze mal provisorisch montieren, damit ich es testen kann.

To be continued...

Gruß,
Franz
 
Hallo,
Das ist eine sehr interessante Konstruktion.
Soweit ich das verstanden habe hast du dann an jeder Achse jeweils einen Motor dran.
ABER wenn dann nur einer läuft dreht sich ja trotzdem die andere Achse und somit gegen den zweiten Motor!?
Vielleicht habe ich auch nur einen Knopf im Hirn und einen Denkfehler :frage

Rene
 
Hallo Franz,

interessante Konstruktion. Die Vorteile dieser Getriebeart hast du ja schon beschrieben.

Ähnlich waren übrigens auch die Hubwerke bei Hafenkränen aufgebaut, die zusätzlich auch für Greiferbetrieb ausgelegt waren. Dort trieb dann ein Motor die beiden über Umlaufgetriebe gekoppelten Trommeln an und der zweite Motor diente nur dazu, eine Trommel zu drehen (Öffnen/Schließen des Greifers), während die zweite durch den ersten Motor still stand. Ergibt dort ein perfektes Arbeitsspiel.
 
Hallo Rene,

wenn eine Achse angetrieben ist und die andere nicht, dann gleicht sich das durch das Differenzial in der nicht angetriebenen Achse aus. Deswegen ist es auch wichtig, daß eine Seite der beiden Achsen gleichläufig und die andere Seite gegenläufig verbunden ist. Vielleicht wird dir das klarer, wenn ich ein Video von der Funktion mache. Das kann aber noch etwas dauern, weil ich erst Motoren und Kupplungen brauche und dann den ganzen Rummel halbwegs stabil zusammebauen muß.

@Wolfgang: das hab ich wiederum nicht gewußt, daß dieses Prinzip auch bei Hafenkränen eingesetzt wurde. Man lernt nie aus...

Gruß,
Franz
 
Hallo Franz,

bei Gleichlaufgetriebe musste ich erst nachsehen. Ich kannte das unter dem Namen Überlagerungsgetriebe. Ist aber immer wieder schön eine Raupe mit solch einem Getriebe zu fahren.
Treibst Du direkt an oder kommt nach den Achsen noch eine Getriebestufe? Die Messingzahnräder sehen solide aus, aber die Kegelräder in einer der Achsen drehen dauernd und sind nicht so riesig. Immerhin sind drei gleichzeitig im Eingriff.

Du hast noch einen dritten Vorteil vergessen. Du könntest sogar noch ein Schaltgetriebe für den Fahrmotor verwenden.
Dann mal weiterhin gutes gelingen.
 
Hallo Milan,

im ersten Versuch werden beide Achsen direkt angetrieben, dazu will ich Crawler-Motoren (80T) bestellen. Die Ketten werden dann über eine weitere Getriebestufe angetrieben, mit welcher Untersetzung weiß ich allerdings noch nicht. Aber ich muß ja irgendwie an der unteren Achse abgreifen, das wird wohl am einfachsten über ein weiteres Zahnradpaar gehen.
Zumal die Kettenachsen wohl auch dicker sein werden, da ich vorhabe, diese gleich als Lagerwelle für die Pendelei des Kettenfahrwerks zu nutzen. Aber das ist noch Zukunftsmusik.
Die Messingzahnräder sind eigentlich schon ziemlich übertrieben, aber ich hab nichts anderes mit der passenden Zähnezahl (sprich Größe) bekommen und so war genug Material da, um die Mitnehmer einzusetzen.

Gruß,
Franz
 
Gleichlaufgetriebe

Eine sehr interessante Geschichte. Da lohnt es sich dran zu bleiben.
 
Hallo Franz,
sehr interessantes Projekt. Diese Bauweise ist mir neu. Bin sehr gespannt wie es weitergeht. :ok:star

Mir stellt sich die Frage warum diese Bauweise mit 2 Achsen?
Das braucht doch relativ viel Platz und eine entsprechend höhere nachfolgende Untersetzungsstufe gegenüber der Bauweise mit Planetengetriebe.
Apropos Planetengetriebe: die gibt es bei AFV-model einzeln zu kaufen.
 
Hallo Rainer,

die Vorteile dieser Bauweise hab ich weiter oben schon erläutert. Der hohe Platzbedarf ist mir schon klar. Es gäbe Möglichkeiten, das ganze kompakter zu bauen, aber damit würden auch der Schwierigkeitsgrad extrem ansteigen.
Mir erschließt sich nur gerade nicht, wie Du das mit den Planetengetrieben meinst.

Gruß,
Franz
 
Hallo Franz,

die Vorteile die Du beschrieben hast erreichst Du mit Planetengetrieben auch. Du hast da noch einen Vorteil mehr: die Untersetzung des Planetengetriebes.
Siehe hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Überl...:Skizze-Ueberlagerungsgetriebe-Variante-B.svg

Das ist ja mal ein schönes Schema. Danke fürs zeigen.

Lass das mal ruhig bei Deinen Achsen Franz, das wird funktionieren, und ist mit Sicherheit günstiger und vor allem einfacher zu bauen. Den benötigten Bauraum, mußt Du halt dementsprechend planen. :ok :winker
 
Hallo Rainer,

wenn ich mir das Schema so ansehe, ist die Untersetzung der einzige Vorteil. Ob man das kompakter bauen könnte als meine Lösung, ist fraglich. Aber der Bauaufwand wäre ungleich höher.
Du brauchst die Planetengetriebe (okay, die könnte man ferig kaufen), ein einfaches und ein doppeltes Kegelradgetriebe, zweimal den Antrieb des Planetenkäfigs und das alles möglichst noch kugelgelagert. Dafür müßte man einiges an Lagerteilen anfertigen.
Bei meiner Lösung benötige ich zwei Achsen, fünf Zahnräder und das Lager des mittleren Zahnrades. Das ist vom Aufwand her minimal. Und die Untersetzung kann ich ebenfalls am Abgriff an den Achsen zu den Halbwellen für die Ketten anbringen, wenn ich das möchte.

@Sven: das spätere Modell wird mit Sicherheit schon eine gewisse Größe haben müssen. Maßstab 1:14 wird mit meiner Variante nicht machbar sein. Aber da ich ohnehin nicht vorhabe, ein Scale-Modell zu bauen, bin ich da flexibel.

Gruß,
Franz
 
Hallo Leute,

heute hatte ich mal ein wenig Zeit, also hab ich für die zwischenzeitlich besorgten Motoren mal einen Halter gebaut. Die Kupplungen hab ich auch noch motorseitig von 3mm auf 3,15mm aufgebohrt und dann mal alles provisorisch zusammengesetzt:

IMAG1394b.jpg

Die Kupplungen passen mit wenigen Zehntel mm Luft zwischen die Schraubenköpfe.
Als nächstes muß ich endlich mal die "Sockelstücke" für die Achsen fertig machen (angefangen hab ich sie schon, mir graut´s nur mal wieder vor den senkrechten Löchern) und mir eine Bodenplatte suchen, damit ich die ganze Klamotte mal testen kann.

Gruß,
Franz
 

Servonaut
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