Universal Antriebskonzept - Matthias u. Rhbler

[matthias]

Hallo Zusammen


Ich nehme wieder einzeln Stellung, bitte beachtet, dass ich nur ein geringes Mass (wie jeder hier) an Zeit habe und so halt auch jede Antwort jeweils in ein eigenes Posting schreiben um meine Zeit etwas besser zu nützen. Anstatt 1 Posting mit 1000 Zeilen zu schreiben, schreib ich halt 2 x 500. Ich hoffe das stört niemand

Gut, zuerst zu Thomas!

@Thomas
Bin mit Dir ja einverstanden Thomas, aber ich sehe da wirklich Probleme die ich nicht lösen kann. Ich kann dazu nur soviel schreiben:

Das Schneckenrad + Schnecke + Motor lassen sich nicht in der Mitte anordnen, weil nebendran noch ein Zahnriemenrad platzt haben muss. Würde ich ich die Achse des Motors, wie von Dir vorgeschlagen in die Mitte des Blocks verschieben, könnte ich die hintere Achse gar nicht Antreiben.

Die hintere Achse, dort wo das Zahnrad für die Zahnstange ist, kann ich aus dem gleichen Grund nicht pendelnd lagern.

Möchten schon, aber können nicht. Ausser Du hast eine Glanzidee (nicht ironisch gemeint), wie ich die Kraft auf die hintere Achse übertragen kann. Lass mal hören ....

@CP
Bitte entschuldige, ich kann Deinen Berechnungen noch nicht wahrlich folgen. Ich habe erst heute Morge meine Physikformeln zur Hilfe gezogen und bin da schonmal auf ganz andere Zahlen gekommen.

Was lässt sich daraus schliessen? ... entweder liege ich falsch oder Du oder beide . Ich versuche während des Tages offline alle Formeln und Resultate in den PC zu hacken und hier zu posten, damit wir mal vom gleichen Schreiben. I.Ü. hat es einen Fehler in einem meiner Postings bezüglich Übersetzung der Schnecke! Die liegt nämlich "nur" bei 10:1.


@Manfred
Noch eine Ergänzung bezüglich Lagerung der Motorachse: Ehm, die Kräfte wirken nur (den ganzen Block von der Seite betrachtet) in Fahrtrichtung, also horizontal auf die Motorwelle. Vertikal ganz und gar nicht, für das hat man ja Kugellager. Wenn man diese Kräfte abfangen möchte, braucht man sowieso spezielle Kugellager ... ehm ... jetzt weiss ich grad nicht mehr wie die heissen. Aber so wie ich Dich kenne, hast Du sicherlich das Richtige gemeint .


Liebe Grüsse
Matthias

[cp]

@Manfred
Noch eine Ergänzung bezüglich Lagerung der Motorachse: Ehm, die Kräfte wirken nur (den ganzen Block von der Seite betrachtet) in Fahrtrichtung, also horizontal auf die Motorwelle. Vertikal ganz und gar nicht, für das hat man ja Kugellager. Wenn man diese Kräfte abfangen möchte, braucht man sowieso spezielle Kugellager

Hallo Matthias,

warum fragst Du eigentlich, wenn Du es eh besser weisst?

Die Motorwelle dreht die Schnecke. Die Schnecke setzt das in eine Drehbewegung des Schneckenrads um, wobei auf die Motorwelle eine axiale Kraft wirkt. Je nach Fahrwirkung mal in die eine oder die andere Richtung. Soweit sind wir uns einig, oder?

Gleichzeitig versucht die Schnecke, sich aus dem Schneckenrad rauszudrücken. Die Motorwelle verbiegt sich. Das vordere Kugellager des Motors wird belastet. Diese Radialkraft kannst Du mit einem Kugellager an der Schnecke abfangen. LGB-Getriebeblöcke haben so etwas nicht. Die sind allerdings auch nicht für so große Belastungen gedacht und haben 2 Schnecken pro Getriebeblock.

Was meine Berechnungen anbelangt. Mag sein, dass ein systematischer Fehler drin ist. Kann passieren. Wenn Du Deine Berechnungen reinstellst, dann können wir das sicherlich klären.

Grüße

cp

[matthias]

Hallo CP

warum fragst Du eigentlich, wenn Du es eh besser weisst?

Weiss ich nicht, darum frag ich ja so doof. Wissen ist im weitestend Sinne halt auch Erfahrung und von der habe ich noch reichlich wenig.

Nur nicht nervös werden . Jetzt hab ich das Problem mit der Motowelle erkannt und habe das Ganze verstanden.

Jetzt müsste man nur mal überlegen, wie man den Motor mit der sehr kurzen Welle an die andere Welle anbringen kann. Mit einer Kardanwelle resp. Kupplung? Puh, das gibt ne Arbeit .

Liebe Grüsse
Matthias

[fido]

Hallo Matthias,
hallo alle zusammen,

inzwischen ist die Diskussion ja richtig spannend und der Erfahrungsaustausch kommt so richtig in Schwung.

Die beiden auch aus meiner Sicht wesentlichen Punkte sind:

3-Punktlagerung
Schmierung der Schnecke

Die 3-Punktlagerung ist anspruchsvoll, aber machbar. Ich würde dazu den Motor an die Seite setzen, damit die Zahnriemen weiter nach innen wandern kann und direkt nehmen dem Zahnrad läuft. Die beiden Achslager an der Zahnradachse lassen sich über eine Brücke verbinden, die in einer (idealerweise kugelgelagerten Drehachse) quer kippt. Wie Thomas richtig anmerkte, ist dazu Platz genug.

Die Schmierung der Schecke läßt sich erreichen, wenn man zwischen Schnecke und Zahnriemenrad ein Blech einzieht und das Schneckengetriebe kapselt. Diese Kammer läßt sich mit Getriebefett füllen und dies sollte als Dauerschmierung für je 2-3 Jahre bis zum Nachschmieren ausreichen. Falls ihr tief in die Tasche greifen und eine Stahl/Buntmetall-Kombination für Schnecke/Schneckenrad wählt, sollte das ewig halten.

Schließlich noch ein Punkt zum Verschleiß: Ich bin auch der Meinung, dass der Knackpunkt die radiale Wellenbelastung durch die Schecke ist (sie drückt sich gegen das Scheckenrad nach oben weg). Nun vergleichen wir das mal LGB:

Bühler mit 2mm Achse im Sinterlager
Fauli 2342CR mit 6mm Achse im Kugellager

Laut Datenblatt kann der Fauli radial bei 3 000 rpm (3 mm vom Lager) 20N ab. Wer mag kann ausrechnen, ob die Schnecke dieses Drehmoment aufbauen kann. Aus dem Bauch würde sich sagen, das passt. Auf ein drittes Lager muss man auf jeden Fall verzichten (es wird immer klemmen; die Frage ist nur, wie stark) und der Aufwand für eine extra Schneckenwelle ist natürlich sehr hoch.

Bzw. Aufwand, ich vermisse noch die Schwungscheibe auf der 2. Motorachse. Dies sollte bei Schneckengetrieben doch Standard sein und bedeutet nur einen geringen Aufwand.

Nach den vielen Tipps wünsche ich nun gutes Gelingen beim Zeichnen eines zweiten Entwurfs und dem Bau des Prototyps.

[matthias]

Hallo Zusammen

Da meine Berechnungen nun relativ weit gediehen sind, habe ich ein Problem mit der Übersetzung resp. dem Schneckenrad oder Planetengetriebe. Das Problem ist folgendes:

- Entweder mache ich eine grössere Schnecke rein
Im Moment habe ich eine 10:1 Übersetzung zul. Nm 0.06. Würde ich die nächst grössere nehmen 12.5:1 zul. Nm 0.1. Habe ich wieder ein langsameres Fahrwerk. Die nächst höhere wäre 25:1 zul. Nm 0.75.


- Oder ich setze ein Planetengetriebe ein (damit wäre garantiert, dass die Drehzahl 8000 / 3.71 um ca. 2/3 veringert wird, was wiederum die Drehzahl unter 6000 drückt, so wie Manfred ja gesagt hat). Ausserdem kann man das Planetengetriebe an der Welle ca. radial 170N und axial ca. 150N. Das dürfte definitv reichen.

Beides geht nicht (25:1 Schnecke + 3.71 Planetengetriebe), da sonst mein schöne Löckelchen nur noch extrem langsam fährt ca. 20km/h. Die einzige Möglichkeite wäre (12.5:1 Schnecke + 3.71 Planetengetriebe).

Ausser ich stelle den Motorblock wirklich auch nach HESGA auf. Ich freunde mich mit dieser Überlegung immer mehr an . Wobei ich auch bei dieser Variante an die Übersetzungen gebunden bin, damit die Loks noch einigermassen "schnell" laufen.

Also liebe Profis, resp. ich brauche nochmals eure Meinung. Welches der aufgezählten Attribute soll ich vernachlässigen?

1) Planetengetriebe um Drehzahl zu veringern und das Getriebe zu schonen?
2) Schneckenrad nicht grösser wie 12.5:1 wählen, da sonst Lok zu langsam

Schwierige Entscheidung, aber vielleicht könnt ihr dazu noch was schreiben...

@fido

Die 3-Punktlagerung ist anspruchsvoll, aber machbar. Ich würde dazu den Motor an die Seite setzen, damit die Zahnriemen weiter nach innen wandern kann und direkt nehmen dem Zahnrad läuft. Die beiden Achslager an der Zahnradachse lassen sich über eine Brücke verbinden, die in einer (idealerweise kugelgelagerten Drehachse) quer kippt. Wie Thomas richtig anmerkte, ist dazu Platz genug.

Da sehe ich einfach das Problem, dass der Riemen an einer Seite zieht und auf der andere Seite ist nichts. Den Riemen bekommt man aus Platzgründen nicht in die Mitte. Der Motor ist schon max. am Rand, so dass nebendran noch genügend Platzt ist.

Die Schmierung der Schecke läßt sich erreichen, wenn man zwischen Schnecke und Zahnriemenrad ein Blech einzieht und das Schneckengetriebe kapselt. Diese Kammer läßt sich mit Getriebefett füllen und dies sollte als Dauerschmierung für je 2-3 Jahre bis zum Nachschmieren ausreichen. Falls ihr tief in die Tasche greifen und eine Stahl/Buntmetall-Kombination für Schnecke/Schneckenrad wählt, sollte das ewig halten.

Wir werden eine Stahl/Buntmetall Lösung einsetzten, ganz klar. Plastik kommt mir nicht in's Haus. Ich überlege mir sogar im Moment das Zahnstangen Zahnrad auch aus Messing zu fräsen.

Schließlich noch ein Punkt zum Verschleiß: Ich bin auch der Meinung, dass der Knackpunkt die radiale Wellenbelastung durch die Schecke ist (sie drückt sich gegen das Scheckenrad nach oben weg). Nun vergleichen wir das mal LGB:

Aufzählung Bühler mit 2mm Achse im Sinterlager
Aufzählung Fauli 2342CR mit 6mm Achse im Kugellager

Eh sorry, der Fauli hat leider nur 3mm Achse!

Laut Datenblatt kann der Fauli radial bei 3 000 rpm (3 mm vom Lager) 20N ab. Wer mag kann ausrechnen, ob die Schnecke dieses Drehmoment aufbauen kann. Aus dem Bauch würde sich sagen, das passt. Auf ein drittes Lager muss man auf jeden Fall verzichten (es wird immer klemmen; die Frage ist nur, wie stark) und der Aufwand für eine extra Schneckenwelle ist natürlich sehr hoch.

Das ist korrekt.

Bzw. Aufwand, ich vermisse noch die Schwungscheibe auf der 2. Motorachse. Dies sollte bei Schneckengetrieben doch Standard sein und bedeutet nur einen geringen Aufwand.

Ist eingeplant aber einfach nicht auf dem Bild?! Ich hoffe das ganze Zeug hat samt Planetengetrieb noch Platz .

Danke für eure interessanten Beiträge, Tipps und Tricks, Einwände und Kritiken!

Liebe Grüsse
Matthias

[theylmdl]

Hallo Matthias!

Würde es nicht einige Deiner Sorgen lösen, wenn Du einen Motor mit zwei Wellenenden benutzt und den Treibriemen entfallen lässt? Eine Welle treibt (mittig im Fahrwerk) die eine Achse über eine Schnecke an, die andere Welle versiehst Du mit Schwungmasse und Verlängerung und lässt diese Verlängerung mit einer zweiten Schnecke auf die zweite Achse wirken. Diese baust Du in einen Käfig für die Dreipunktlagerung, deren Drehpunkt die (radial!) kugelgelagerte Schneckenwelle ist.

Beste Grüße,

[matthias]

Hallo Zusammen

Sorry, ist mir noch was eingefallen. Könnte man den Motor elektrisch irgendwie herunter regeln, so dass die Drehzahl entsprechend zurück geht und irgendwie unter die 6000 fällt?

Liebe Grüsse
Matthias

[matthias]

Hallo Thomas

Ja, würde, aber bei würde bleibt es auch, wohin mit dem Zahnstangen Zahnrad?

Liebe Grüsse
Matthias

[theylmdl]

Hallo Matthias!

Das Zahnstangen-Zahnrad soll wohl mittig auf einer der Achsen liegen?

Dann setze den Motor wie gehabt auf die Seite. Um die Schwungmasse möglichst groß zu machen, sollte die in der Fahrwerksmitte liegen. Du setzt da also eine Welle hin, die auch zugleich die Welle für die zweite Schnecke ist, und überbrückst den Abstand mit drei nicht zu kleinen Zahnrädern (damit die Drehrichtung wieder stimmt und die Reibungsverluste sich in Grenzen halten).

Oder, wenn der Achsstand lang genug ist, platzierst Du die Schwungmasse vor dem Käfig der zweiten Achse (konzentrisch zur zweiten Schnecke) und treibst deren Welle über eine weitere Welle mit zwei Kardangelenken an.

Beste Grüße,

[matthias]

Hallo Zusammen


Ich überlege und rechne .... ... ist wahrscheinlich das Beste. Und wenn man mal dann alles sauber fertig berechnet hat. Dann weiss man auch wie man die Problemchen lösen muss.

Ich sehe hier schon viele Wege nach Rom gehen ... von dem her. Was mir fehlt ist jetzt wirklich mal eine saubere Berechnung!


Liebe Grüsse
Matthias