Mechanischer Umkehrmechanismus

Ersatz- und Fremdteile, Modifikationen, etc.
Special Hints - Spare- & foreign parts, Modifications, etc.

Moderator: Jan3D

Forumsregeln
Bitte beachte die Forumsregeln!
atzensepp
Beiträge: 658
Registriert: 10 Jul 2012, 21:40
Wohnort: Uttenreuth

Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 05 Apr 2022, 22:42

Hallo,

wer hat eine Idee, wie man einen mechanischen Gangwechsel bei folgendem Getriebe (Inspiration aus:
https://www.ftcommunity.de/bilderpool/m ... ery-index/ ) realisieren könnte?

Der Antrieb erfolgt am schwarzen Zahnrad, die Mittlere Achse mit Zahnrad-Gruppe Z20 und Z10 ist für den Gangwechsel.
Ziel: Auf der oberen Spindel soll der "Reiter" immer hin-und herfahren: Also wenn der Reiter am linken Rand anstößt, soll unter Beibehaltung der Drehrichtung der unteren Achse der Gang gewechselt werden und sich die Drehrichtung der Spindelachse umkehren. Am rechten Rand soll dann wieder der andere Gang eingelegt werden.
Wenn man am Reiter einen Stein befestigt, der die Gangwechsel-Gruppe reindrückt, kommt es zur Verklemmung im Zwischenzustand bei dem die Z20 und Z10 der Gangwechsel-Gruppe gleichzeitig greifen. (Beim manuellen Schalten klappt es immer) Wenn man die Zahnräder der Gruppe auseinanderzieht, so dass ein Zustand ohne Kraftübertragung entsteht, wird die Spindelachse entkoppelt und der Reiter bewegt sich nicht mehr. Also auch keine Lösung.

Was ich mir gedacht habe:
entweder eine bistabile Mechanik einfügen, die dann die Achse auf die jeweilige Seite drückt.
Oder irgendein Hebel, der die Verschiebung verstärkt. Bis jetzt ist mir keine brauchbare Idee dafür gekommen.
Man könnte natürlich über einen weiteren Elektromotor den Gang umschalten. Aber ich denke, es sollte eine mechanische Lösung geben.
Umkehrung.JPG
Umkehrung.JPG (99.08 KiB) 6374 mal betrachtet
Vielleicht hat jemand schon mal so was realisiert oder eine Idee, wie man das machen könnte.

Benutzeravatar
steffalk
ft:pedia-Herausgeber
Beiträge: 1792
Registriert: 01 Nov 2010, 16:41
Wohnort: Karlsruhe
Kontaktdaten:

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von steffalk » 05 Apr 2022, 23:20

Tach auch!

Wenn ich das richtig sehe, bewegt die Schnecke alles darauf befindliche ja deutlich langsamer als die Zahnräder drehen. Das heißt, Du musst wohl eine Schnapp-Umschalt-Mechanik (mit Hysterese) einbauen, damit der Umschaltvorgang schlagartig stattfindet. Wäre der schleichend, würden sich die Zahnräder ja entweder mal im Leerlauf befinden und die Schnecke antriebslos lassen, oder sie würden sich gegenseitig verklemmen, weil sie alle gleichzeitig eingreifen.

Also: Sowas wie eine Stange entlang der Schnecke, mit "Anschlägen" auf beiden Seiten, die von einem Bauteil auf der Schnecke in den Endlagen betätigt werden, wodurch sich die Stange parallel zur Schnecke verschiebt. Das muss auf die Hysterese gehen, und die muss schließlich umschalten.

Eine Mechanik mit Hysterese geht - eine von bestimmt unzähligen Möglichkeiten - zum Beispiel so: https://www.youtube.com/watch?v=bHkJohjRDhE

Gruß,
Stefan

Pinot
Beiträge: 55
Registriert: 23 Nov 2021, 15:24
Wohnort: Pfalz

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von Pinot » 09 Apr 2022, 14:25

An dem Problem bin ich verzweifelt als ich dafuer sorgen wollte, dass sich ein Kranseil schoen auf seine Trommel aufwickelt. In der Praxis benutzt man dafuer ein Kreuzgewinde. Unglaublich simpel und elegant. Aber in ft nicht nachzubilden; wenigstens nicht fuer mich. Daher hab ich am Ende des Tages dem Schneckenantrieb zwei Endschalter und nen Motor spendiert. Und den rest in RoboPro geloest.

Benutzeravatar
Harald
Beiträge: 507
Registriert: 01 Nov 2010, 07:39

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von Harald » 09 Apr 2022, 19:03

Wie wär's mit Stefans federbelasteter Wippe, die auf beiden Seiten vorstehende Nasen hat. Darunter zwei gegenläufige Schnecken. Je nachdem, welche Nase in ihre Schnecke eingreift, geht der Antrieb nach links oder rechts. Die Wippe muss immer kurz vor Endanschlag gekippt werden.

Gruß,
Harald
--- Ich liebe es, wenn ein Modell funktioniert. ---

Benutzeravatar
steffalk
ft:pedia-Herausgeber
Beiträge: 1792
Registriert: 01 Nov 2010, 16:41
Wohnort: Karlsruhe
Kontaktdaten:

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von steffalk » 09 Apr 2022, 20:16

Tach auch!

Das wäre doch mal wieder ein Thema für einen Bauwettbewerb, oder?

Gruß,
Stefan

Benutzeravatar
Triceratops
Beiträge: 496
Registriert: 01 Nov 2010, 05:41
Wohnort: 21335 Lüneburg

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von Triceratops » 09 Apr 2022, 22:29

Hallo

An jedem Ende einer Richtung muß ein gefederter Hebel angeregt werden. Dieser Hebel
muß zusätzlich mit einem Schwunggewicht ausgestattet sein. Dieses Schwunggewicht sorgt
letztlich für den Rest des Schaltvorgangs - also für den Moment, sobald das eine Zahnrad
entkoppelt wird und das andere Zahnrad "gerade noch nicht" greift.

Diese Variante setzt allerdings eine Mindestgeschwindigkeit voraus. Bewegt sich eine sol-
che Mechanik zu langsam, kann es passieren, daß der Umschalthebel mit dem Schwung-
gewicht in einer ungewollten Mittelstellung stehen bleibt.

Der Kugelbahnaufzug von "Dabert Konstrukturius" (ich hoffe, das ist richtig geschrieben)
arbeitet nach diesem Prinzip. Ein Video davon ist mal hier vorgeführt worden. Ich selbst
habe mich daran versucht und dieses Prinzip leicht verändert umsetzen können. Der Hin-
weis mit der Geschwindigkeit ist demnach eine eigene Erfahrung.

Gruß, Thomas :idea:

atzensepp
Beiträge: 658
Registriert: 10 Jul 2012, 21:40
Wohnort: Uttenreuth

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 10 Apr 2022, 12:01

Die Lösung mit Kreuzgewindespindel wäre optimal, wobei ich mir nicht ganz klar darüber bin, wie der Läufer aussehen muss.
Eventuell ließe sich eine Spindel mit 3D-Druck realisieren.

Für die Lösung mit dem ursprünglich angestrebten Umschalt-Mechanismus mit Spindel muss die Umschaltung von einer von der Spindel unabhängigen "Kraftquelle" erfolgen.
Also z.B. mit dem Vorschub eine Feder aufziehen und dann am Umkehrpunkt loslassen.
Was wahrscheinlich gut funktionieren könnte ist eine Druckluftsteuerung mit einem Umschalt-Ventil.

Dann ist mir noch folgende Lösungsidee mit Kette gekommen :
Linmech.JPG
Linmech.JPG (124.89 KiB) 6067 mal betrachtet
Ich sehe dabei 2 Nachteile:
1. Vorschubs-Geschwindigkeitsänderung an den Umkehrpunkten
2. Verdrehung der Kette bei Zuglast entlang der Verschiebeachse (später durch Seil an Umlenkrolle) auf dem Verschiebe-Block

Benutzeravatar
geometer
Beiträge: 595
Registriert: 28 Jan 2011, 12:24
Wohnort: Bochum
Kontaktdaten:

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von geometer » 10 Apr 2022, 15:28

Hallo Florian,

ich beziehe mich auf Dein erstes Foto.

Mein Vorschlag: Du setzt ein umgekehrtes Pendel in die Mitte des Spindelwegs. Also zum Beispiel unten ein Gelenkstein und daran zwei Bausteine 30, zum Abschluss eine Gewindestange als Gewicht. Der Hebelarm wird durch Anschläge in einem Winkelbereich von ca. ±30° um die Mitte eingeschränkt. Im Hebelarm ist drehbar eine Drehscheibe, ein kleineres Rad oder die Kurbel gelagert. An einen Pin auf dem Umfang bindest du ein Seil und verbindest es mit dem Zapfen der Schneckenmutter. Durchmesser des Rads, Seillänge und Winkelbereich des Hebels/Pendels musst du natürlich so einstellen, dass der Hebel immer erst umgekippt wird, wenn die Schneckenmutter kurz vor den Endanschlägen ist. Mit dem Hebelarm ist es dann sehr einfach, die Schaltachse hin- und her zu schalten.

Viele Grüße

Thomas

Benutzeravatar
fishfriend
Beiträge: 1791
Registriert: 26 Nov 2010, 11:45

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 10 Apr 2022, 18:04

Hallo...
Tadaaa... freu :-)
Ich beziehe mich mal auf das erste Foto... :-)
Hier meine funktionierende Lösung:
.
Drehrichtung2.jpg
Drehrichtung2.jpg (145 KiB) 5985 mal betrachtet
Drehrichtung1.jpg
Drehrichtung1.jpg (119.26 KiB) 5985 mal betrachtet
Es ist filigran , es muss "einlaufen" aber dann läuft es. Man muss auch die Muttern sehr stark anziehen.
Man könnte sich noch mal die ft-Anleitungen anschauen wo die Geriebe aufgebau sind. Da ist ja auch ein Ganghebel dran.
Eventuell kan man den Aufbau besser nehmen. Da sind auch die zusammensteckbaren Zahnräder drinn. Bei den 20er Zahnrädern hat es etwas gedauert bis es rund lief.
Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey

PS Man könnte das schwarze linke 10er Zahnrad auch weglassen. Hier ist es nur drinn um den Weg zu verkürzen.
ft Riesenräder PDF: ftcommunity.de/knowhow/bauanleitungen
TX-Light: Arduino und ftduino mit RoboPro

Benutzeravatar
fishfriend
Beiträge: 1791
Registriert: 26 Nov 2010, 11:45

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 10 Apr 2022, 18:21

Hallo...
Was mir gerade noch einfällt, wo ich das Kettenmodell sehe, sind die ft-Scheibenwischer-Modelle z.B. in den Hobbybüchern.
Da kann man auch die Mechanik nehmen.
Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey
ft Riesenräder PDF: ftcommunity.de/knowhow/bauanleitungen
TX-Light: Arduino und ftduino mit RoboPro

Benutzeravatar
geometer
Beiträge: 595
Registriert: 28 Jan 2011, 12:24
Wohnort: Bochum
Kontaktdaten:

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von geometer » 10 Apr 2022, 18:23

Prima Holger!

Ich hatte etwas gezweifelt, dass die Schnecken lange genug nachlaufen, um die Gänge komplett zu schalten. Deshalb hatte ich den Hebel dazwischen angedacht. Wenn es ohne geht, viel besser!

Da bin ich wieder in die gleiche Falle getappt: "The most common error of a smart engineer is to optimize a part that should simply not exist."

Viele Grüße

Thomas

atzensepp
Beiträge: 658
Registriert: 10 Jul 2012, 21:40
Wohnort: Uttenreuth

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 10 Apr 2022, 20:05

Ein bistabiler Mechanismus mit Blattfedern:
Position 1:
Bistable2.JPG
Bistable2.JPG (45.29 KiB) 5957 mal betrachtet
Position 2:
Bistable1.JPG
Bistable1.JPG (44.02 KiB) 5957 mal betrachtet
Die Umschaltachse ist leider noch zu tief um das Z20 aufzunehmen.

atzensepp
Beiträge: 658
Registriert: 10 Jul 2012, 21:40
Wohnort: Uttenreuth

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 10 Apr 2022, 20:26

Hallo Holger,

wie hast Du das hinbekommen? Bei mir klappt es so noch nicht.

Florian

Benutzeravatar
fishfriend
Beiträge: 1791
Registriert: 26 Nov 2010, 11:45

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 10 Apr 2022, 20:52

Hallo...
Das was sich z.B. einstellt ist die Höhe des mittleren roten Zahnrades. Das sitzt auch wegen des zweiten Klemmrings fester.
Ab und zu verstellt sich diese Höhe. Ich hab es gerade aber so 10 min laufen lassen ohne festsetzen der Zahnräder.
Es läuft zwar, ich gebe aber zu, dass es ungünstig ist Z20 und Z10 zu mischen.
Der Umlauf ist anders und deswegen laufen die Zahräder nicht so sauber zu anfang.
Die Bilder sind auch im laufenden Betrieb gemacht worden.
Die Z 20 hab ich mit dem Schlüssel festgezogen.
Die Lochbausteine sitzen auf einer Reihe 30er Bausteine, der Motor 1:125 sitzt nur auf einem Stein.
Ansonsten ist nichts besonderes dabei.
Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey
ft Riesenräder PDF: ftcommunity.de/knowhow/bauanleitungen
TX-Light: Arduino und ftduino mit RoboPro

atzensepp
Beiträge: 658
Registriert: 10 Jul 2012, 21:40
Wohnort: Uttenreuth

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 13 Apr 2022, 23:24

Die Funktionsweise der Kreuzgewindespindel und des Läufers ist in diesem Video von King Mechanical gut visualisiert:
https://www.youtube.com/watch?v=NyxpJ81 ... rt_radio=1
und
https://www.youtube.com/watch?v=N21EqpUq5iE

Auf diesem Kanal sind auch vielversprechende Mechanismen für "Slider of snap motion" zu finden, die evtl. für die Schaltung der Reversierung in Frage kommen:
https://www.youtube.com/watch?v=zjRB3cx3UBU
Zuletzt geändert von atzensepp am 14 Apr 2022, 23:21, insgesamt 1-mal geändert.

atzensepp
Beiträge: 658
Registriert: 10 Jul 2012, 21:40
Wohnort: Uttenreuth

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 14 Apr 2022, 23:17

Und hier der Umkehr-Mechanismus mit pneumatisch betriebene Gangschaltung:
Pneu1.JPG
Pneu1.JPG (114.27 KiB) 5599 mal betrachtet
Die Pneumatik hat genügend Wumms, um die Gänge sauber umzuschalten. Die axiale Kopplung des Pneumatikzylinders an die Schaltachse ist recht klobig. Evtl. gibt es da was Bessers. Oder man bräuchte da mal ein Spezialteil aus dem 3D-Drucker.

Wegen des langen Schaltweges und der Unkenntnis, wie man den Schaltweg des Pneumatikzylinders effektiv verkürzt, wurde ein altes Differential als langes "Rutsch-Zahnrad" zwischen Schaltachse und Verstellachse platziert. Das verhindert eine Verklemmung der Z20er der Schaltachse und der Spindelachse.
Pneu4.JPG
Pneu4.JPG (107.3 KiB) 5599 mal betrachtet
Vorwärts:
Pneu2.JPG
Pneu2.JPG (95.66 KiB) 5599 mal betrachtet
Rückwärts:
Pneu3.JPG
Pneu3.JPG (75.69 KiB) 5599 mal betrachtet

atzensepp
Beiträge: 658
Registriert: 10 Jul 2012, 21:40
Wohnort: Uttenreuth

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 15 Apr 2022, 11:57

Die Gang-Umkehrung mit transversaler Zahnrad-Verschiebung ist anfällig für Verklemmung.
Ich habe mir überlegt, dass es besser wäre, die Umschaltung durch Verkippung zweier gegenläufig drehender Zahnräder zu machen.
Das lässt sich mit minimalem Kraftaufwand schalten.
Umgeschaltet wird durch Verkippung der Zahnradgruppe um die Antriebsachse (unten), die nur in eines der größeren Zahnräder greift.
Die Spindelachse ist dann die ober Achse. Das Z20 greift dann immer nur in eines der großen Zahnräder (Z40).

Dadurch dass der Drehpunkt unter dem Schwerpunkt der Gruppe ist, bleibt sie immer in einer Position hängen. Das ist vergleichbar mit der Lösung, die Thomas mit dem inversen Pendel vorgeschlagen hat.
Reverse.jpg
Reverse.jpg (131.21 KiB) 5535 mal betrachtet

Benutzeravatar
fishfriend
Beiträge: 1791
Registriert: 26 Nov 2010, 11:45

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 15 Apr 2022, 14:42

Hallo...
Ist halt auch die Frage ob man eine Hilfsenergie nutzt oder nicht.

Man kann es auch so wie im Autogetriebe machen, dass die Zahnräder immer mittlaufen und gröbere Zahnräder z.B. mit drei Zähnen die Kraftschlüssigkeit machen. Das kann man auch z.B. mit der Drehscheibe 60 machen und 15er Bausteine drauf machen, die dann ineinander greifen.

Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey

PS Den Weg vom Kolben kann man über einen Hebel verändern.
ft Riesenräder PDF: ftcommunity.de/knowhow/bauanleitungen
TX-Light: Arduino und ftduino mit RoboPro

atzensepp
Beiträge: 658
Registriert: 10 Jul 2012, 21:40
Wohnort: Uttenreuth

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 16 Apr 2022, 00:40

Mit Hilfsenergie ist es deutlich einfacher. Hier die Wippen-Gangschaltung mit Pneumatik:
pneu.JPG
pneu.JPG (126.38 KiB) 5438 mal betrachtet

Das mit den 3 Zähnen im Autogetriebe ist mir noch nicht klar.

Benutzeravatar
fishfriend
Beiträge: 1791
Registriert: 26 Nov 2010, 11:45

Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 16 Apr 2022, 14:02

Hallo.
https://de.wikipedia.org/wiki/Fahrzeuggetriebe
Im oberen drittel der Seite rechts ist eine Animation. Die Zahnräder laufen alle, egal welcher oder ob nun ein Gang eingelet ist oder nicht, immer mit.
Erst durch das einrasten der (pinken) Schaltklauen wird der Gang "aktiviert" - halt Kraftschlüssig.

Diese Schaltlaue kann man eben aus der Drehscheibe 60 mit z.B. 3 15er Bausteinen machen. Ich hab gerade keine Bilder zur Hand, aber ich hatte mal ein ft-Funktionsmodell von einem Getriebe für ein Motorrad gebaut. Da haben wir das genau so gemacht.

Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey
ft Riesenräder PDF: ftcommunity.de/knowhow/bauanleitungen
TX-Light: Arduino und ftduino mit RoboPro

Antworten