Mechanischer Umkehrmechanismus

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atzensepp
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 22 Apr 2022, 18:31

Hallo Holger,

danke für den Link. Die Animation ist sehr anschaulich, wobei der Rückwärtsgang noch ein normales Zahnrad (gelb) dazwischen schaltet
Habe noch ein Video dazu gefunden: https://www.youtube.com/watch?v=0bq-WcRK1Bk
Wie ich das sehe, müssen die groben pinken Zahnräder längs auf der Schaltachse verschiebbar sein. Wie würde man das mit ft realisieren?

Florian

atzensepp
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 22 Apr 2022, 22:39

Das kommt in etwa dem nahe, was Holger beschreibt:
Gear-Rack Drive for Auto reverse linear motion
https://www.youtube.com/shorts/Fele3u6_TJs

Unklar wie man das mit ft ohne Spezialteile hinbekommt.

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 22 Apr 2022, 23:45

Hallo...
Wie gesagt, das haben wir mit der Drehscheibe 60 gemacht. Man kann ja auf beiden Seiten die 15er Bausteine reinschieben.
Ich such noch mal die Bilder. Ich meine auf der letzten Modellschau in Münster (vor Corona) hatten wir das ausgestellt. Evtl gibt es da weitere.

Zum einen war da ein 6-Gang Getriebe und dann halt die Raste mit Mechanik vom Motorrad.
Mit freundlichen Grüßen
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Holger Howey
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 23 Apr 2022, 00:03

Hallo Holger,

so langsam verstehe ich, was Du meinst.
B ist fest mit der Achse OUT verbunden,
A ist lose und kann entlang dieser Achse verschoben werden und greift in das linke oder rechte Zahnrad.
Nur für den Verschiebe-Mechanismus habe ich noch keine Lösung.
Reverse_getriebe.jpg
Reverse_getriebe.jpg (147.58 KiB) 3497 mal betrachtet
Alternativ könnte man die gesamte Achse verschieben und ein Differential als "Output-Coupler" einsetzen.

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 23 Apr 2022, 01:05

Habe eine Lösung gefunden, die sich gut umschalten lässt:
Getriebe_reverse3.jpg
Getriebe_reverse3.jpg (136.5 KiB) 3482 mal betrachtet
Die mittlere Drehscheibe 60 (B) wurde wie gezeigt ersetzt.

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 23 Apr 2022, 13:16

Da das Entkopplungsproblem auch mit der mitlaufenden Version auftritt, hier nun der vollständige Auto-Reverse-Mechanismus mit bistabiler Mechanik:
Position 2
Position 2
Auto-Reverse_A.JPG (163.76 KiB) 3446 mal betrachtet
Position 1
Position 1
Auto-Reverse_B.JPG (167.13 KiB) 3446 mal betrachtet
Die Kurbel muss im Gegenuhrzeigersinn angetrieben werden. Das ist natürlich etwas unpraktisch für Seil-Aufspul-Anwendungen.
Die Mechanik ist zugegebenermaßen etwas klobig, wodurch eine Kette für die "Fernübertragung" der Antriebskraft auf die Schnecke nötig ist.

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von steffalk » 23 Apr 2022, 13:37

Tach auch!

Boah sieht das gut aus. Das schreit ja gerade wieder mächtig, in der ft:pedia zu landen.

Gruß,
Stefan

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 23 Apr 2022, 15:44

Hallo Stefan,

danke für das positive Feedback. Eigentlich sollte der Mechanismus nur Teil einer Windenkonstruktion werden und jetzt habe ich den ursprünglichen Pfad etwas aus den Augen verloren. An Themen für Beiträgen mangelt es nicht. Aber man kommt Hölzchen zum Stöcken und die Teilprobleme sind auch sehr interessant. So nebenbei habe ich jetzt durch Holgers Anregungen auch mal verstanden, wie das bei einem Auto-Getriebe gemacht wird und wie man bistabile Mechaniken machen kann. Also "again what learned".

Florian

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 23 Apr 2022, 19:12

Mit stärkerer Feder klappt es nun auch mit dem ursprünglichen Ansatz und das ist dann schon etwas kompakter:
Auto-Reverse_c.JPG
Auto-Reverse_c.JPG (173.78 KiB) 3390 mal betrachtet
Vermutlich kann man noch kompakter bauen und dann die Kette einsparen.
Beachte: hier gibt es eine Leerlaufstellung um die Verklemmung zu verhindern. Durch den Zug der Feder und die Rotation der Antriebsachse werden die Gänge sauber eingekoppelt. Man kommt hier ohne zusätzliche "Hilfsenergie" aus. Diese wird aus der Bewegung der Linearverstellung durch Spannen der Feder gewonnen.

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 23 Apr 2022, 22:58

Hallo...
OK, das kann man auch so machen.
Wir hatten eine 60er Drehscheibe -auf- dem Z40 mit drei 15er Bausteinen und dann eine weitere 60er Drehscheibe zum verschieben. Das mit dem 5er ist natürlich kleiner.
Mit freundlichen Grüßen
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 24 Apr 2022, 16:59

Hallo Holger,
meintest Du das hier?
https://www.youtube.com/watch?v=KBu_EmZP5HE

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 24 Apr 2022, 19:02

Das Schwierigste bei dem "Mitlauf-Getriebe" im ft-Modell ist es, eine axiale Verschiebung der Kupplungsscheibe bei gleichzeitiger Übertragung des Drehmoments auf die Output-Achse. Hier bräuchte man wirklich ein paar Spezialteile wie eine Nut-Achse und eine entsprechende Nabe. Beim Dänsichen Spielzeughersteller habe ich neulich entsprechende Spezialteile (# 6539 6641 32187) dafür gesehen.

Alternativ kann man die ganze Achse durchstecken. Dann hat man "hinten" das Problem des Achsversatzes.
Mit einem Sarrus-Gelenk wird das in dem gezeigten Modell ausgeglichen. Um das kraftschlüssige Z40 gegen axiale Verrutschung zu sichern habe ich ein kleines Halte-Rädchen vorgesehen. Schalten würde man über die Verschiebung der Z40-Drehscheiben-Kombo, die über eine dünne Platte in den Schlitz der Drehscheibe greift (wie beim oben verlinkten Video). Beim Schaltvorgang knallt es ein wenig, wenn der Power-Motor mit Maximalgeschwindigkeit läuft.
Gear_1.JPG
Gear_1.JPG (117.78 KiB) 3292 mal betrachtet
Ganz befriedigend ist das noch nicht.

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 24 Apr 2022, 22:39

Noch ein Auto-Reverse-Mechanismus nach einer Inspiration aus der ft-Datenbank mit den stapelbaren Zahnrädern für den Output-Koppler:
Auto-Reverse_D.JPG
Auto-Reverse_D.JPG (147.84 KiB) 3265 mal betrachtet
Und die Rückseite:
Auto-Reverse_E.JPG
Auto-Reverse_E.JPG (139.6 KiB) 3257 mal betrachtet
Um die Z40 in Position zu halten wurden Verblendungen am Boden eingesetzt. Die kleinen roten Lochscheibchen tun ihre Dienste als Fixierung für die Klemm-Muttern um diese locker eingeschraubt als Freilauf-Naben zu verwenden:
Z40-Freilaufnabe2.JPG
Z40-Freilaufnabe2.JPG (122.63 KiB) 3265 mal betrachtet
Der Vorteile der Umschaltung durch Verschiebung der Achse sind:
1. Achsnahes Schalten
2. Schaltanschläge können durch die Klemm-Naben bequem justiert werden
3. Umschaltungs-Mechanismus weg von den rotierenden Teilen. Dadurch keine Optimierung des Platzbedarfs zwingend nötig.
Aber das Ganze braucht wegen der zahlreichen Zahnrädern schon etwas Kraft.

PS: und die Drehscheibe in der Mitte ist jetzt eigentlich überflüssig, da die Schiebekraft dort nicht ansetzt. Oder ich sollte die Drehscheibe mit ordentlichen 15-ern wie Holger empfohlen hat beidseitig bestücken. Dann können die 2 Z40 raus.
Das Kardan-Gelenk hat nur den Zweck der Achs-Verlängerung.

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 30 Apr 2022, 11:40

Auf Youtube bin ich auf folgenden "rotational reversing mechanism" gestoßen: https://www.youtube.com/watch?v=D459G9K7IoY.
Habe versucht, ihn mit ft aufzubauen. Dabei kam diese Abwandlung raus:
Umkehr-Mechanismus - Vorderansicht
Umkehr-Mechanismus - Vorderansicht
Reverse_V_Commented.JPG (140.76 KiB) 3130 mal betrachtet
Leider fand ich keine passende Zahnradkombination, so dass ich 2 zusätzliche Zahnräder (R1 und R2) einsetzen musste.
Umgeschaltet wird mit Slider S. Der Mechanismus kann beinahe kraftlos geschaltet werden.
Vorteil: Er funktioniert auch bei Umkehrung der Drehrichtung.
Umkehr-Mechanismus - Rückansicht
Umkehr-Mechanismus - Rückansicht
Reverse_R.JPG (140.77 KiB) 3130 mal betrachtet
Die Reversierungs-Gruppe (RG) muss austariert sein, damit sie nicht in einer Stellung hängen bleibt. Nur an den 15-er Bausteinen sind 5mm-Distanzbausteine eingeschoben, um der horizontalen Zahnrad-Stellung Vorzug zu geben. Zu beachten ist, dass die Endmuffe am Ende der Mittelachse so zu platzieren ist, dass etwas Reibung am Zahnradkorb entsteht, damit die Gruppe mitgenommen wird, wenn der Anschlag (A1 bzw. A2) weggezogen wird.

Für die Seilwinden-Anwendung braucht man noch eine 90-Grad-Umlenkung: entweder von der Stellstange, die dann S bedient oder einer Antriebsachse (OUT oder OUT reverse). Alternativ könnte man die Linearverstellung aber auch mit Zahnstangen machen.

Mich würde interessieren, ob jemand eine Möglichkeit sieht, auf R1 und R2 verzichten zu können. Das mittlere Zahnrad auf der Antriebsachse (IN) im Youtube-Video ist auch etwas stärker als das Satellitenzahnrad. Evtl. gibt es eine passende Kombination.

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steffalk
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von steffalk » 30 Apr 2022, 14:23

Tach auch!

Damit Du auf R1/2 verzichten kannst, müssten die großen Zahnräder bei den R1/2 möglichst groß (Z40) und die beim Umschaltmechanismus entsprechend kleiner sein (Z20/15/10?) Du kannst ja auch mit der Größe des Zentral-Umschaltrads experimentieren (Z15/20?). Gibts da keine aufgehende Kombination?

Gruß,
Stefan

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 30 Apr 2022, 15:23

Hallo Stefan,

danke, da werde mal weiter schauen. Z40 und alle Kleinen Z10 könnten gehen :(

Inzwischen der Umschalt-Mechanismus mit integriertem Schnecken-Vorschub:
Reverse-Mechanismus - Vorderansicht
Reverse-Mechanismus - Vorderansicht
Reverse_B_V.jpg (150.51 KiB) 3102 mal betrachtet
Reverse-Mechanismus - Umschalt-Mechanismus
Reverse-Mechanismus - Umschalt-Mechanismus
reverse_B_V3.JPG (122.56 KiB) 3088 mal betrachtet
Reverse-Mechanismus - Rückansicht
Reverse-Mechanismus - Rückansicht
Reverse_B_R.JPG (155.22 KiB) 3102 mal betrachtet

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 30 Apr 2022, 18:31

Hallo Stefan,

Heureka! Es geht tatsächlich mit Z40 und Z10:
Reverse_C.JPG
Reverse_C.JPG (138.97 KiB) 3073 mal betrachtet

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von MasterOfGizmo » 30 Apr 2022, 22:29

Sehr schön. Erinnert mich sehr an die alte Carrera-Servo-Rennbahn ...
Arduino für fischertechnik: ftDuino http://ftduino.de, ftDuino32 http://ftduino.de/32

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 06 Mai 2022, 19:22

Um Reversierung bei beiden Fahrtrichtungen des Antriebsmotors machen zu können ist eine kleine Variation nötig: Achsen für Zahnstangen mit dünnem Dorn.
Dateianhänge
Reversierungs-Mechanismus, bidirektional
Reversierungs-Mechanismus, bidirektional
Reverse_D.JPG (102.04 KiB) 2875 mal betrachtet

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 06 Mai 2022, 19:59

Die vorgestellten Mechaniken haben den Nachteil, dass die Umschaltung der Spindelrichtung an den Endpunkten bei Richtungsumkehr des Antriebsmotors in folgender Situation nicht mehr funktioniert:
1. Der Läufer auf der Spindelachse hat die Schaltachse für die Richtungsumkehr nach außen gedrückt und die Spindelachse kehrt um.
2. Der Motor der Antriebsachse wird umgepolt und fährt wieder in Richtung des Anschlags. Dieser ist aber bereits in der Außenposition und kann deshalb nicht mehr geschaltet werden. Er müsste gezogen werden.

Es ist mir bis jetzt nichts Gescheites eingefallen, wie man das mechanisch lösen könnte. Daher bin ich wieder zu einem Ansatz mit "Hilfsenergie" und elektromechanischer Umschaltung mit Mini-Motor, Tastern und Relais gekommen:
Elektromechanische Umschaltung
Elektromechanische Umschaltung
Reverse_E.JPG (171.75 KiB) 2869 mal betrachtet
An den Enden der Spindelachse sitzen Taster, die einen Mini-Motor in Bewegung setzen, der genau eine Umdrehung macht.Der Mini-Mot treibt über ein 1:2-Getriebe einen Exzenter an, der die Schaltstange verschiebt. Das Ganze ist so justiert, dass der Motor in den Maximal-Auslenkungen anhält. die zwei Positionen können dann durch Betätigen eines Endschalters umgeschaltet werden. Beide Endschalter erzeugen über einen Kondensator einen negativen Spannungsimpuls, der das Relais in "Selbsthalte-Modus" schaltet. Die Rückführung für die Selbsthaltung geht über einen Öffnen-Taster, der von der Schaltnocke am Mini-Motor geöffnet wird und den Motor in Stillstand versetzt, wenn dieser eine Umdrehung gemacht hat.

Folgende Lessons Learnt:
- Die Spindelachse muss längs "verriegelt" werden, da der starke Power-Motor die Endlager mit dem Schlitten rausdrücken kann.
- Achsversatz-Problematik: Der Ansatz mit den gestapelten Zahnrädern hat öfter mal zu kleinen Verklemmungen geführt. Daher habe ich 2 Metallachsen und Drehscheiben eingesetzt. Die Achsen gleiten nur in den alten glänzenden Drehscheiben. In den neuen matten Drehscheiben sitzen sie fester.
Dennoch ist der Mechanismus mit Verschiebung der Achse m.E. nicht optimal, da Gleitbewegungen an 6 Lagern erfolgen : 2 Achslager, 2 Z40 und die 2 Metallachsen in Drehscheiben
- Die Umschalt-Drehscheibe ist nun beidseitig mit 60-Grad-Winkelsteinen ausgestattet, die an der Noppen der Z40 gleiten.
- Die Z40 sollten auch oben gehalten werden, um die Neigung zur Verkeilung zu vermeiden.
- Um die Reibung der Umschaltachse an den Klemm-Muttern zu verringern habe ich ein Rädchen eingesetzt

Alles in Allem: ein recht hoher Aufwand für eine einfache Funktion. Für Einsatz in einem Modell ist es, wie es Pinot in seinem Portalkran gemacht hat, zweckmäßiger den zweiten Mini-Mot für die Spindelachse zu spendieren und eine elektromechanische Umschaltung zu machen.

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