Question Kammräder

Guten Morgen,

zuerst wollte ich euch mal etwas zeigen, dass ich gestern Abend fräste:





Es handelt sich hierbei um Kammräder, soweit bin ich schon mal. Meine Paarung läuft auch recht gut zusammen. Doch leider habe ich keine Ahnung, wie ich solche Räder grundsätzlich berechnen soll. Diese habe ich "nach Gefühl" gefertigt. Als wichtig stellten sich folgende Merkmale dar: Länge der Zapfen, Abstand der Zapfen (hier ist es der Durchmesser eines "Zapfens + etwas mehr".

Letztendlich habe ich zwei Fragen: hat einer von euch einen Hinweis, wo ich näheres über die Konstruktion solcher Kammräder finden kann? Ich habe Google zwar schon bemüht, doch bin ich da nicht wirklich weiter gekommen.
Letztendlich brauche ich eine Art Winkelgetriebe um bei meiner Kugelbahn eine Drehbewegung um 90° umzusetzen. Die Teile des Getriebes sollen nicht 3D-gefräst werden. Daher meine Frage: habt Ihr noch eine Anregung, wie ich das Umsetzen könnte?

Schon jetzt besten Dank!

Viele Grüße
AnyOtherName

Ich weiss nicht, ob dieses Online Tool behilflich ist.:

Gear


bzw.:

Gear-2

oder das:

Gear-3

Hallo DocBrown,

der Gear-Generator von Matthias Wandel ermöglich das Erstellen von Pin-Gears. Allerdings sind diese nicht für Winkelgetriebe geeignet. Mal als Tipp nebenbei: einen ähnlichen Funktionsumfang bietet das kostenlose Plug-In "Gears-Dev" für Inkscape.

Auch der dritte Link hilft mir leider nicht weiter. Hast Du vielleicht noch irgendeinen andere Idee für ein Winkelgetriebe?

Viele Grüße
AnyOtherName

Leider nicht...hab mich damit noch nie befasst. Dachte, man könnte da ggf. was von ableiten.
Auch die Suche danach verlief ins Leere...

Da musst DU weiter auf einen Geheimtip warten...

Viel Glück

PS: Momenta mal...hier ist noch was, aber mit viel Aufwand:

Winkelgetriebe

AnyOtherName wrote: ... Letztendlich brauche ich eine Art Winkelgetriebe um bei meiner Kugelbahn eine Drehbewegung um 90° umzusetzen. Die Teile des Getriebes sollen nicht 3D-gefräst werden. Daher meine Frage: habt Ihr noch eine Anregung, wie ich das Umsetzen könnte?

Wenns nicht umbedingt ein Kammrad/Kronenrad sein muss ....
... wie wäre es dann mit einem geschränkten Riemengetriebe?

Ja, das ist sehr aufwändig, zumal es mit der Hand zu sägen ist (Dekupiersäge oder Bandsäge). Das kannte ich allerdings auch schon und bei so kleinen Zahnrädern (Durchmesser < 40 mm) schaffe ich das leider nicht so genau. Daher dachte ich an eine fräsbare Lösung.

Vielleicht muss ich mich doch mit dem 3D-Fräsen anfreunden. Hat da einer einen Tipp, wie ich am besten Stirnzahnräder konstruiere oder wo ich passende Dateien herbekommen?

Besten Gruß
AnyOtherName

Moin,

ich möchte mich mal mit einer Frage in diesem Beitrag einklinken.

Ich habe in absehbarer Zeit vor, ein Getriebe für einen Drehgestell S-Bahnzug neu zu konstruieren, weil beim Original sowohl die an den Drehgestellen montierten Getriebe als auch die mittels Kardanwellen verbundenen Motoren viel zu weit nach oben in den Fahrgastraum des Modells ragen. Nur habe ich eben auch keinen blaßen Schimmer von Getriebekonstruktionen.

Kann mich ggf. da eines der kundigen Forenmitgleider an die Hand nehmen. Dann bitte hier oder besser per PM.

Danke und Gruss
Oliver

Worldhusky wrote: Wenns nicht umbedingt ein Kammrad/Kronenrad sein muss ....
... wie wäre es dann mit einem geschränkten Riemengetriebe?

Hallo Worldhusky,

nein, es muss nicht unbedingt solch eine Kombi sein. Allerdings befürchte ich, dass ein Riemengetriebe mit einem glatten Riemen nicht die Kraft ausreichend und vor allem Durchrutschsicher übertragen kann. Zahnriemen scheiden auch aus, da ich befürchte, dass sie nicht ausreichend flexibel sind.

Besten Gruß
AnyOtherName

hi,

der begriff, nach dem gesucht werden muß, ist kegelradgetriebe. die "zähne" sind dann natürlich keine normale zähne sondern die holzbolzen.

grundsätzliches zu getrieben - egal ob gerade oder gewinkelt -:

- zahnräder haben einen gleichmäßigen teiler (modul)für den umfang (zahn - hier bolzen - +lücke für den gegenzahn
- das modul und die zahnradbreite muß so gewählt werden, dass die auftretenden kräfte von den im eingriff
befindlichen zähnen übertragen werden kann. das heißt hier muß bolzen + gegenbolzen die kraft übertragen
können.
- zahnräder, die nur kraft übertragen, haben gleiche durchmesser und somit beide die gleiche zähnezahl.
- bei unterschiedlichen zähnezahlen z1/z2 gibts ne geschwindigkeitsänderung und umgekehrt proportional dazu eine
drehmomentänderung.
- es sollte immer eine kombination von gerader zähnezahl z1 zu ungerader zähnezahl z2 z.b. 17:10 verwendet
werden. damit wird gleichmäßiger verschleiß beider zahnräder gewährleistet, im gegensatz zu z.b. 10:14
zähneverhältnis - hier greifen immer die gleichen zähnepaarungen ineinander und nutzen damit die zahnräder
ungleichmäßig ab.
- je größer beide zahnräder sind, um so besser = gleichmäßiger läuft das getriebe
a) weil mehr zähne gleichzeitig im eingriff sind
b) der verschleiß nimmt ab, lebensdauer steigt
c) die übertragbaren momente nehmen zu, da sich die kräfte auf mehrere zähnepaare verteilen kann.

- je besser die oberfläche der zähne bearbeitet ist, desto langlebiger ist das ganze - das wird wohl auch auf die
holzbolzen zutreffen.

Moin Andreas,

ich habe zwar nicht vor, selber Getriebe zu bauen, aber rein wissensmässig interessiert mich das schon. Deshalb (leider nur 1) DANKE!

@drilldevil

Da hast du die Grundlagen eines Getriebes sehr verständlich rübergebracht.

AnyOtherName wrote: ... wo ich näheres über die Konstruktion solcher Kammräder finden kann? Ich habe Google zwar schon bemüht, doch bin ich da nicht wirklich weiter gekommen.
Letztendlich brauche ich eine Art Winkelgetriebe um bei meiner Kugelbahn eine Drehbewegung um 90° umzusetzen. Die Teile des Getriebes sollen nicht 3D-gefräst werden. Daher meine Frage: habt Ihr noch eine Anregung, wie ich das Umsetzen könnte?

Ist ja schon interessant - ich konnte auch nichts im www finden wie soetwas korrekt berechnet wird. Dachte eigentlich das dies gerne für Murmelbahnen etc. verwendet wird ...

@AnyOtherName - wie sind denn die Vorgaben? Durchmesser des Rades max 40 mm? Zapfen D 6 mm / 8 mm? Verhältnis exakt 1:1? Spiel Toleranz?

Worldhusky wrote: Ist ja schon interessant - ich konnte auch nichts im www finden wie soetwas korrekt berechnet wird. Dachte eigentlich das dies gerne für Murmelbahnen etc. verwendet wird ...

@AnyOtherName - wie sind denn die Vorgaben? Durchmesser des Rades max 40 mm? Zapfen D 6 mm / 8 mm? Verhältnis exakt 1:1? Spiel Toleranz?

Hi Worldhusky,

ich hab die Räder auch schon ein paar Mal gesehen, allerdings nicht bei Murmelbahnen. Meine Räder haben einen Außendurchmesser von 40 mm. Die Zapfen haben 3 mm (3,15 genau mit dem Messschieber gemessen). Meine Annahme war nun, dass der Abstand von Zapfen zu Zapfen auf dem Radius mindestens die Zapfenstärke plus den Weg haben muss, denn der Zapfen durch seine Drehbewegung zurücklegt. Ich glaube, ich habe 6 mm Abstand zwischen den Zapfen genommen.
Allerdings lief diese Paarung mit zwei "10-zähnigen" Räder nicht sonderlich gut. Eines mit 9, das andere mit 10 Zapfen läuft. Da gab's einfach mehr Spiel. Vermutlich hat er ja recht, der Herr da Vinci: Über Ritzel und Rad - 1)

Was die Vorgaben angeht: eine Übersetzung von ca. 1:1, Spiel dürfen sie natürlich haben - es ist ja keine Feinmechanik

Schönen Abend noch...
AnyOtherName

AnyOtherName wrote: Vermutlich hat er ja recht, der Herr da Vinci: Über Ritzel und Rad - 1)

Er hatte verd....oft recht!

Ok - ich habe mal mit Deiner Anordnung und Deinen Vorgaben gespielt muss aber sagen das alles auf Versuch und Irrtum basiert. Mit Praktischen Versuchen ist das bestimmt Umsetzbar - theoretisch habe ich nicht die Software um es Zweifelsfrei zu konstruieren.

Allerdings kam mir immer wieder die Frage warum Du nicht einfach Speichenräder einsetzt (vielleicht hast Du einen Grund?). Wenn Du diese in Sandwich Weise fräst und zusammenklebst geht es auch ohne 3D Konstruktion.







Das funktioniert natürlich auch mit Rechteckigen Aussparungen für die Stifte ...

Hallo Worldhusky,

vielen Dank für die Zeichnungen und Deine Anregungen. Es spricht erst mal nichts dagegen, Speichenräder zu benutzen. Ich hatte mich damals nur wegen der Optik und der "einfacheren" Herstellung für Kammräder entschieden. Außerdem habe ich mir Gedacht: was für Windmühlen gut ist (und ausreichend belastbar), kann für eine Kugelbahn nur mehr als ausreichend sein.
Leider habe ich unter der Woche immer wenig / keine Zeit zum Fräsen. Daher hatte ich einen Vorschlag, den mir unser ehemaliges Mitglied sswjs zukommen lies, noch nicht ausprobiert. Seine Idee war, dass es aufgrund der Anordnung der Zapfen auf einer Kreisbahn, die meiner Annahmen in Sachen Durchmesser (und damit auch dem Abstand der Zapfen bedingend) entspricht, zu einem sogenannten Polygoneffekt kommt. Sein Vorschlag, die Zapfen auf den Ecken eines Polygons zu setzen, sollte das Problem eliminieren. Auch das Abrunden der Zapfen sollte für einen besseren, spielfreieren Lauf sorgen. Ich werde das am Wochenende mal ausprobieren und berichten. In einem weiteren Schritt werde ich auch gern mal die Speichenräder herstellen und testen.

Jens bat mich, einen schönen Gruß auszurichten. Das mache ich natürlich gern.

Einen schönen Tag noch
AnyOtherName

AnyOtherName wrote: Jens bat mich, einen schönen Gruß auszurichten. Das mache ich natürlich gern.
Einen schönen Tag noch
AnyOtherName

Vielen Dank! sag Jens doch auch schöne Grüße von mir!

AnyOtherName wrote: Sein Vorschlag, die Zapfen auf den Ecken eines Polygons zu setzen, sollte das Problem eliminieren.

Da bin ich gespannt wie das aussieht und ob das tatsächlich etwas verändert. Ich hatte laienhaft gedacht das wenn ich - wie in meinem zeichnerischen Testaufbau - 15 Pins auf einen Kreis gleichmäßig verteile ich im selben Moment auch 15 Pins auf die Eckpunkte eines Polygons mit 15 Eckpunkten gesetzt hätte ...



... das Ergebnis ist doch deckungsgleich, oder nicht? Halte uns mal auf dem laufenden!

AnyOtherName wrote: Auch das Abrunden der Zapfen sollte für einen besseren, spielfreieren Lauf sorgen.

Ja, je nachdem wie dicht die Zapfen stehen besteht die Gefahr das NUR am äußersten Ende der Zapfen die Gefahr einer Kollision besteht. Das Abrunden oder Anfasen kann/wird dazu führen das die Kollision verhindert wird.



Was auch hilfreich sein wird ist wenn die Zapfen durch konstanter Belastung nicht die Möglichkeit haben ihr "Spiel auszuleben". Das ist gegeben wenn das angetriebene Rad ununterbrochen "Arbeiten" muss oder aber auch einfach nur durch eine geringe Reibung an den Speichenräder Achsen.

Hallo Jens!

Hallo Worldhusky,

das bin ich auch. Zeichnerisch komme ich auf einen Abstand von Zapfenmittelpunkt/Kammradmittelpunkt von 13,46 mm, rechnerisch komme ich bei der Anordnung auf einer Kreisbahn auf einen Abstand von 13,37 mm (bei 12 Zapfen, Durchmesser 3,5 mm). Es ist also nur ein echt kleiner Unterschied.

Aber was soll's? Ich fräse es einfach mal.

Besten Gruß
AnyOtherName

Icke nochmal...

auf dem Heimweg kam mir folgender Gedanke: bei meiner ersten Annahme setzte ich die Zapfenmittelpunkte auf einen Kreis. Den Durchmesser bestimmte ich durch Berechnung mit der Annahme, dass der nächste Zapfen soweit entfernt sein muss, dass der Zapfen des eingreifenden Rades dazwischen passt. Dazu addierte ich noch etwas Luft für ausreichend Spiel, also 2xZapfendurchmesser+Luft. Die Verbindung der Mittelpunkte der Zapfen war also ein Kreissegment mit der entsprechenden Länge.
Beim Setzen der Zapfenmittelpunkte auf die Ecken eines Polygons führt doch aber dazu, dass der Abstand zwar immer noch die doppelte Zapfenlänge ist, diese aber nicht auf einer Kreisbahn, sondern auf einer Geraden (oder eher zwei verbundenen Geraden) liegt.

Kurzum: der kürzeste Weg zwischen zwei Punkten ist eben eine Gerade und nicht ein Kreissegment mit gleicher Länge. Irre ich hier? Zumindest gibt das in meinem Kopf Sinn

Einen schönen Abend noch...
AnyOtheName

AnyOtherName wrote: Beim Setzen der Zapfenmittelpunkte auf die Ecken eines Polygons führt doch aber dazu, dass der Abstand zwar immer noch die doppelte Zapfenlänge ist, diese aber nicht auf einer Kreisbahn, sondern auf einer Geraden (oder eher zwei verbundenen Geraden) liegt.

Doch, die Ecken des Polygons bilden wieder einen Kreis.

Nur kurz zu deinen Überlegungen - habe gerade nicht viel Zeit ...

Jens Vorschlag (ich hatte mich mit ihm ausgetauscht) beruht darauf das kein extra Spiel eingeplant wird und die Kraftübertragung im Grunde NUR über die Kugelförmigen Köpfe der Zapfen übertragen wird. Also eine komplette Verzahnung (ein Zapfen greift genau und ohne Spiel zwischen zwei anderen Zapfen) findet laut seiner Aussage nicht statt.

Ich bin davon noch nicht überzeugt und tendiere auch mehr zu einer "Spiellösung" ... werde mir das noch mal anschauen wenn ich wieder mehr Zeit dafür habe ...