Anfrage:Mechanische Untersetzung, Aufziehfeder (Uhrwerk)

[gerhard]

Mein Sohn hat seit letztem Jahr eine Go-Pro Kamera und macht damit sehr gute Zeitraffer-Aufnahmen. Diese werden noch besser, wenn die Kamera dabei ganz langsam (z.B. 1 Meter pro Stunde) ihre Position verändert und z.B. auf einem Schlitten oder Fahrzeug langsam fährt.

Ich würde ihm das gerne mit Fischer-Technik bauen, hab auch schon einen Prototyp gebaut, wo ich den Motorantrieb so untersetze, dass sich der Fahrantrieb nur ganz langsam bewegt. Das ganze ist aber recht unökonomisch weil a) der Motor sinnlos lange läuft, um das Fahrzeug nur eine kurze Strecke zu bewegen und wir b) so immer Batterien benötigen, wenn wir das auf freien Feld oder am Boots-Steg verwenden wollen.

Meine Idee ist, einen Antrieb ähnich eines mechanischen Uhrwerks zu bauen, der entweder aufgezogen wird oder ein Gewicht auf einem Turm gehoben wird und der diese Kraft dann gebremst/dosiert abgibt, so dass das Fahrzeug langsam bewegt wird. Beispiele und und Anleitungen, wie ich dies ähnlich einem Uhrwerk oder Pendeluhr bewerkstelligen kann, sind herzlich willkommen.

Vielen Dank für Eure Antworten.

[Lars]

Hallo gerhard,

Mein Sohn hat seit letztem Jahr eine Go-Pro Kamera und macht damit sehr gute Zeitraffer-Aufnahmen. Diese werden noch besser, wenn die Kamera dabei ganz langsam (z.B. 1 Meter pro Stunde) ihre Position verändert und z.B. auf einem Schlitten oder Fahrzeug langsam fährt.

1 m/sec ist ja nicht gerade langsam, aber vielleicht hast Du Dich hier vertippt. Es ist jedenfalls nicht "Uhrwerks-langsam". Es wäre natürlich noch interessant zu wissen, wie lang die Strecke maximal werden darf, über die die Kamera verfahren werden soll.

Ich würde ihm das gerne mit Fischer-Technik bauen, hab auch schon einen Prototyp gebaut, wo ich den Motorantrieb so untersetze, dass sich der Fahrantrieb nur ganz langsam bewegt. Das ganze ist aber recht unökonomisch weil a) der Motor sinnlos lange läuft, um das Fahrzeug nur eine kurze Strecke zu bewegen

Warum ist das sinnlos? Das ist das Kennzeichen einer hohen Untersetzung. Die technische Herausforderung besteht IMHO darin, die Ausgangsposition des angetriebenen Kameraträgers deutlich schneller wieder zu erreichen und nicht einfach die langsame Kamerafahrt rückwärts absolvieren zu müssen.

und wir b) so immer Batterien benötigen, wenn wir das auf freien Feld oder am Boots-Steg verwenden wollen.

ft hat das "Accu Set" (Art. 34969, https://www.fischertechnik.de/de-de/produkte/spielen/plus/34969-plus-accu-set) für solche Fälle. Die 9 V-Batterien in den kleinen mitgelieferten Batteriekästen sind ein Stück weit Verlegenheits- oder Einstiegslösung. Es gibt aber auf ebay.de gelegentlich noch mal den "Power-Block 6 V" (Art. 30293), der vier Babyzellen faßt und daher noch etwas weiterkommt. Man kann ein Ladegerät direkt anschließen, muß die Akkus also zum Laden nicht entnehmen und einen Überlastschutz gibt es auch. Nachteil: Bei lediglich vier Plätzen kann er höchstens 6 V liefern, mit Akkus sind es sogar noch weniger. Das reicht aber für einen Motor, nur ft-Elektronik braucht heute mehr. Der "Power-Block 9 V" (Art. 30263) nimmt sechs Mignonzellen auf; ob er sich direkt von außen laden läßt, kann ich im Moment nicht prüfen - bin gerade von meinem ft getrennt.

Meine Idee ist, einen Antrieb ähnich eines mechanischen Uhrwerks zu bauen, der entweder aufgezogen wird oder ein Gewicht auf einem Turm gehoben wird und der diese Kraft dann gebremst/dosiert abgibt, so dass das Fahrzeug langsam bewegt wird. Beispiele und und Anleitungen, wie ich dies ähnlich einem Uhrwerk oder Pendeluhr bewerkstelligen kann, sind herzlich willkommen.

ft hat einen Rückzugsmotor herausgebracht (Art. 122267, https://ft-datenbank.de/details.php?ArticleVariantId=36a15a04-cd71-4279-85db-890a9214265c). Er ist in dem Kasten "Profi Cars & Drives" (Art. 516184, https://www.fischertechnik.de/de-de/produkte/spielen/profi/516184-profi-cars-drives) enthalten. Einzeln kann der Rückzugsmotor bei "fischer friends man" (http://www.fischerfriendsman.de/) käuflich erworben werden.

Ansonsten könntest Du mal den hiesigen Bilderpool (https://www.ftcommunity.de/bilderpool.php) durchsuchen.

Mit freundlichen Grüßen
Lars

[gerhard]

Hallo Lars!
Danke für die rasche Antwort.
Hier sind noch die Details, die du angesprochen hast.
- Geschwindigkeit: etwa 1 Meter pro STUNDE
- Streckenlänge: 2 bis 4 Meter. Es reicht, wenn das Fahrzeug diese Strecke in eine Richtung fährt, es muss nicht zurückfahren können. d.h. der Motor müsste einfach über einen längeren Zeitraum (z.B: 2 Stunden) das Fahrzeug langsam ziehen oder antreiben.
- Untersetzung: unökonomisch aus meiner Sicht deshalb, weil ich die Untersetzung nicht brauche um eine größere Kraft zu erreichen, sondern nur um langsam zu werden. Ich würde also gerne etwas bauen, dass ich z.B: aufziehe (Gummi-Band auf Rolle aufspule/dehne) oder hochziehe (Gewicht auf einen Turm und dann runterlasse) und dann langsam diese Kraft wieder zurückgewinne

Der Aufziehmotor klingt interessant, ich werde mir den einmal ansehen. Kann der so langsam laufen, wie ich es gerne hätte?
Ich werde mir die Bilder in der Sammlung gerne ansehen, vielleicht finde ich etwas.
Wenn jemand noch Tipps hat oder so etwas (ähnliches) schon umgesetzt hat, freue ich mich natürlich über weitere Anregungen.

Gerhard

[Lars]

Hallo gerhard,

- Geschwindigkeit: etwa 1 Meter pro STUNDE

ups, jetzt sehe ich, daß Du das auch so geschrieben hast. Ich habe mich versehen.

- Streckenlänge: 2 bis 4 Meter. Es reicht, wenn das Fahrzeug diese Strecke in eine Richtung fährt, es muss nicht zurückfahren können. d.h. der Motor müsste einfach über einen längeren Zeitraum (z.B: 2 Stunden) das Fahrzeug langsam ziehen oder antreiben.
- Untersetzung: unökonomisch aus meiner Sicht deshalb, weil ich die Untersetzung nicht brauche um eine größere Kraft zu erreichen, sondern nur um langsam zu werden. Ich würde also gerne etwas bauen, dass ich z.B: aufziehe (Gummi-Band auf Rolle aufspule/dehne) oder hochziehe (Gewicht auf einen Turm und dann runterlasse) und dann langsam diese Kraft wieder zurückgewinne

In https://www.youtube.com/watch?v=OdKDul_NzbI wird der Antrieb einer Turmuhr aus ft-Teilen ausführlich erläutert. Es gibt dort auch weitere Filme, in denen ft-Uhrwerke erläutert werden. Da könnte etwas für Dich dabei sein.

Getriebe mit sehr langsam laufendem Abtrieb oder überhaupt Maschinen mit sehr langsam umlaufenden Bauteilen werden manchmal auch als Ewigkeitsmaschinen bezeichnet, das nur als zusätzlicher Suchbegriff. Man kann mit ft schon sehr große Untersetzungen realisieren und dabei mit Schneckengetrieben auch raum- und materialsparend vorgehen.

Der Aufziehmotor klingt interessant, ich werde mir den einmal ansehen. Kann der so langsam laufen, wie ich es gerne hätte?

... ohne weitere Getriebe nicht, er dient in dem Kasten dem Antrieb eines Fahrzeuges. Vielleicht läßt er sich aber mit einem gehemmten Uhrwerksantrieb kombinieren und erspart so das raumgreifende Gewicht mit Fallhöhe.

Mit freundlichen Grüßen
Lars

[Dirk Fox]

Hallo Gerhard,

eine schöne Herausforderung... den Aufziehmotor empfehle ich allerdings nicht, er ist sehr stark und die Kraft nimmt über die Zeit ab (Spiralfeder). In jedem Fall benötigst Du, um einen gleichmäßigen Antrieb zu realisieren, eine Hemmung - die Aufgabenstellung ist identisch mit der eines Uhrantriebs (siehe Lars Hinweis weiter oben). Ich würde eine möglichst konstante Kraftzufuhr (Gewicht) wählen (kein Gummi o.ä.) und für die Hemmung ein Pendel, das über eine geeignete Übersetzung für einen langsamen Vortrieb sorgt. Du kannst das auch ausrechnen - eine Strecke von 1 m entspricht bei einem kleinen fischertechnik-Reifen (ca. 16 cm) etwa 6,25 Achsumdrehungen, also 9,6 Minuten pro Achsumdrehung. Ein kleines Pendel ist relativ schnell (Periodendauer: T = 2 Pi x Wurzel aus l/g, dabei ist l die Länge des Pendels); ein 10-cm-Pendel hat eine Periodendauer von etwa 0,63 Sekunden, wenn ich auf die Schnelle richtig gerechnet habe - und je Periode werden zwei "Zähne" der Hemmung weitergeschaltet. Diese Differenz (0,317 sec x Anzahl der "Zähne" des gehemmten Antriebsrads zu 9,6 Minuten = 576 sec) musst Du untersetzen.

Beste Grüße,
Dirk

[H.A.R.R.Y.]

Hallo gerhard,

eventuell bist Du für den Antrieb ohne Konstruktionsbaukasten (egal welche Marke) besser bedient:
Ein analoges (also Zeiger-) Quarzuhrwerk bei dem die Sekundenzeigerwelle mißbraucht wird:
Eine Seiltrommel mit 5,3mm Durchmesser auf dieser Welle wickelt in 1 h fast genau 1 m Faden auf. Ob das Mini-Motörchen das schafft, hängt von der Leichtgängigkeit des beweglichen Kameradollys ab. Der könnte aus ft bestehen. Die Laufbahn muss schön eben und glatt sein. Zum Beispiel ein Brett in dem an einem Ende das Uhrwerk montiert ist. Gut, ist auch wieder Bastelei und eine Batterie braucht das Uhrwerk auch. Eventuell ist das allerdings kompakter als eine pendelgesteuerte Hemmung.

Gruß
H.A.R.R.Y.

[Rudi]

Hallo gerhard,
ich gebe meinen Senf auch dazu:
Was spricht gegen den Dauerbetrieb eines Elektromotors?
Der XS-Motor mit U-Getriebe und starker Untersetzung (s. z. B. ft:pedia 2017-4, Seite 10) läuft an dem
kleinen 8,4 V (9 V) Akku mit etwa 0,033 A (habe ich gemessen) mindestens 4 Stunden lang.

Gruß
Rüdiger

[Lars]

Hallo H.A.R.R.Y.,

Ein analoges (also Zeiger-) Quarzuhrwerk bei dem die Sekundenzeigerwelle mißbraucht wird:

... dürfte viel zu schwach sein. Diese Werke sind darauf optimiert, mit einer einzelnen Batteriezelle zwei Jahre oder länger zu laufen. Da wird man kaum ein mW zuviel an Antriebsleistung spendiert haben.

Da würde ich es eher mit einem größeren, rein mechanischen Werk zum Aufziehen etwa für einen nicht zu kleinen Wecker versuchen.

Mit freundlichen Grüßen
Lars

[gerhard]

Hallo!
Vielen Dank für Eure Ideen und Vorschläge. Ich werde mich an einem Prototyp ähnlich dem Uhrwerk versuchen (Pendel, Hemmung) und hoffe, dass ich da noch bevor der Arbeitsalltag wieder voll lostgeht ein paar Fortschritte machen kann.
Ich melde mich wieder, sobald ich mehr Erkenntnisse dazu habe.