Reibrad-Planetengetriebe

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Guido_M

Guido_M

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Die Idee ist aus einem Beitrag von 2014 aus dem blauem Forum ("Montierung mit Planeten Friktionsgetriebe").

Ich wollte mal ein Gefühl dafür bekommen und habe Drehmaschine und CNC-Fräse angeschmissen:
Planetengetriebe_rein.jpg
Planetengetriebe_raus.jpg

Die Kugellager sind 6mm/19mm und die Welle ist 4mm. Somit ergibt sich ein Innendurchmesser des äusseren Rings von 42mm.

Warum das Ganze? Nach meiner Erfahrung mit dem Bau einer reinen Riemenuntersetzung überlegte ich, ob man einen Teil Untersetzungen durch eine Reibraduntersetzung ersetzen kann. Ein zweistufiges Planetengetriebe könnte drei Riemenstufen ersetzen. Wenn die letzte Untersetzung weiterhin per Riemen realisiert wird, wäre die Anforderung an das Planetengetriebe wesentlich geringer, als wenn es direkt eine Achse antreiben müsste.

Die Schwierigkeit die ich hier sehe ist die richtige Einstellung der Vorspannung. In diesem Fall sind Welle- und Kugellagerdimensionen gegeben, also drehte ich ein Rohr etwas auf Untermass. Aber auch nur Pi x Daumen auf 41,9mm. Wenn ich das jetzt im Dreickbackenfutter kräftig einspanne bekomme ich das Innenleben leicht herein. Den Ring würde ich noch durch eine passend dimensionierte Klemme stabilisieren und in Form zwingen wollen.

Was sagen die Mechaniker und Konstrukteure? Ist das praktikabel oder 'ne blöde Idee?

Meine Sorge ist, ob ich das Rohr jeweils auf genau das richtige Innenmass bekomme, um genau die richtige Vorspannung zu erreichen.
Übrigens gibt es solche Friktionsplanetengetriebe anscheinend bei Fahrradantrieben.

Gruß + CS
Guido
 
Coole Idee... kurze Idee: man könnte die Außenhülsen der Lager und das Rohr auch konisch drehen, dann wäre die Einstellung der Vorspannung mittels Anpressdruck möglich. Der Zapfen müsste dann auch eine konische Fläche an Eingriff vorweisen, könnte mittels eines Gegenlagers und eines Bunds aber axial gegen Verschiebung fixiert werden - müsste mit einer Gewindemutter o.ä. allerdings auch im Anpressdruck geregelt werden...

eine Verstellmöglichkeit des Durchmessers mittels konisch ineinander gesteckter Hülsen, die das Rohr bilden, erscheint mir fraglich - theoretisch möglich, aber konstruktiv problematisch, da sowohl Rundlauf als auch Spannungen berücksichtige werden müssten.

Wie es sich bei Temperaturänderungen verhält, muss man empirisch ermitteln. Man sollte die Friktion ggf. einfach per Hand ein wenig nachregeln können?

lg
Niki
 
Hi Niki,

Puh, das klingt aufwändig. Dann müssten auch alle Außenhülsen exakt gleich sein. Die Idee ist aber gut.
Schräge Lagerhülsen gibt es bei Kegelrollenlagern (für den Aussenring). Wenn man jetzt die Kugellager entsprechend schräg stellt und einen passenden Kegel dreht. Wobei... Das würde dann ja nicht sauber abrollen. Die Außenhülsen der Kugellager müssten zwangsläufig auch schräg sein.

Der Aussenring ist in meinem Test ja recht dünn. Mit einem Dreibackenfutter bekomme ich den problemlos etwas deformiert um die Kugellager reinzubekommen. Je nachdem wieviel ich den zu klein anfertige um so größer wäre ja der Druck, aber auch die Deformation des Rings wäre dann größer. Darum dachte ich an eine ringförmige Klemme aussenherum (10mm Alu?), die den Stahlring in die runde Form zwingen. Vielleicht lässt sich damit der interne Anpressdruck ein klein wenig einstellen.
Ich befürchte aber, dass je nachdem wie die Ringklemme aussieht, diese sich unterschiedlich stark verformt, so dass der Rundlauf leiden könnte.

Idealerweise würde ich noch zwei dieser Planetenträger direkt hintereinander in das gleiche Rohr bekommen um eine zweistufige Untersetzung zu bekommen.

Gruß + CS
Guido
 
Zitat von Guido_M:
Ich befürchte aber, dass je nachdem wie die Ringklemme aussieht, diese sich unterschiedlich stark verformt, so dass der Rundlauf leiden könnte.
Klicke in dieses Feld, um es in vollständiger Größe anzuzeigen.

Das dachte ich mir auch. Aber die Idee, normale Lager zu nehmen und nur das Rohr und den Zapfen an den Laufflächen kegelig auszuführen halte ich für interessant. Dann wäre das ganze ohne Deformationen einstellbar. An einem runden Element, dass immer rund bleiben muss, mit Verspannungen zu arbeiten, ist - wie Du richtig sagst - heikel. So würden sie es vielleicht in Fernost machen, wenn so ein Bauteil nächste Woche ganz dringend auf den Markt kommen müsste... ;)

Also die Kugellager schräg stellen und das Rohr sowie den Laufteil der Welle leicht kegelig drehen wäre auch ein Ansatz.

lg
Niki
 
Hallo Guido
Arbeiten nicht der Microfokus nach diesem Prinzip?
Nur keine Lager, sondern Kugeln und mit konischer Welle.
Ob da genügend Friktion für deinen Zweck erreicht wird?

LG Franz
 
Moin,

oder Lager mit balligem Außenring. Dann wäre auch der Berührungspunkt "sauber".

CS
Jörg
 
Hallo,

der Nachteil für einen Einsatz in Montierungen dürfte der mögliche Schlupf sein. Dadurch geht der Zusammengang zwischen Umdrehungszahl und Position verloren (z.B. bei Goto-Montierungen) und man bekommt eventuell eine Drift. Aber das könnte man mit Encodern lösen.

Gruß

*entfernt*
 
@Demokrat, @Optikus:
In der Tat gibt es ja ballige Kugellager. Kombiniert mit einem leicht kegelligen Aussenring könnte das gehen. Die Welle in der Mitte müsste nicht einmal kegellig sein.

@franks297:
Ach so funktionieren die. Ich sah zwar mal ein Bild vom Innenleben, aber jetzt ergibt es einen Sinn. :-)

@DocHighCo:
Ja, die Sorge habe ich auch ein wenig. Kommt darauf an wie wahrscheinlich Schlupf ist und wie der aussieht. Vielleicht reicht ein grober Encoder aus, um Schlupf zu erkennen.

Ist halt nur so eine Idee. Aber danke an alle. Das mit den kegelligen Flächen und balligen Kugellagern hat mich gedanklich schon etwas weiter gebracht.

Die Ringe der Kegelrollen sind wahrscheinlich zu steil für die balligen Kugellager. Ich versuche immer so viel wie möglich auf Standardteile zurückzugreifen.

Gruß + CS
Guido
 
Ich dachte auf die Schnelle an sowas (sorry, seeehr schlampig skizziert):

IMG_6001.JPG IMG_6004.JPG IMG_6005.JPG

natürlich muss die Welle zweimal gelagert werden, an einer Seite der Achse kann man (ebenfalls gelagert, aber in zusätzlich in Achsrichtung) eine Spannmutter zum Regulieren des Anpressdrucks anbringen. Bei der Spannmutter muss also entweder ein Schräglager verwendet werden, oder ein Radial- und ein Axiallager.

Siehe auch: Technische Grundlagen Wälzlager Kriterien zur Lagerauswahl (Bild 7)

lg
Niki
 
Niki,

die Idee ist auch gut, das wäre dann wegen der Lager einfacher, ballige Lager sind nicht gerade billig und auch nicht überall zu bekommen. Nur die Welle bräuchte einen Kegel.

CS
Jörg
 
@Demokrat:
Ja, so dachte ich das auch zuerst. Aber der Kegel hat ja links einen anderen Durchmesser als rechts, eine Umdrehung hat links also mehr Strecke als rechts. Das Kugellager ist hingegen gerade. Das schlupft doch dann irgendwie durch.
Deswegen gefiel mir die Idee mit dem balligen Lager besser.
Aber Danke für den Link. Ich suche immer noch mehr Grundlagenwissen im Bereich Konstruktion. Ich habe dafür leider das Falsche studiert (Informatik). ;)
Ich bin aber trotzdem geneigt mir weiteres Wissen anzueignen.

@Optikus:
Vielleicht könnte man mit diesen Laufrollen etwas machen (LR2, LR6, LR60). Diese Laufrolle hätte sogar die Maße meiner Kugellager. Ist aber nicht zwingend.

Gruß + CS
Guido
 
Hmmm, mit diesen Laufrollen wird das wohl nix. Die Rundung ist in der Zeichnung masslos übertrieben. Ich hab's gerade mal in QCad gezeichnet um zu schauen welcher Winkel noch möglich wäre. Mit der Angabe R500 als Radius ist die Aussenfläche nahezu gerade. Schade!

Gruß + CS
Guido
 
Hm... Murks. Bei SKF (oder FAG?) gab's die auch mit deutlich stärkeren Radien, leider habe ich aktuell keine Kataloge präsent. R500 ist natürlich für die Hufe...

CS
Jörg
 
Moin,

aber ist in der Szene nicht unbekannt, es gibt/gab ja auch größere Montierungen mit Reibradantrieb um den Schneckenfehler loszuwerden. Ich denke das wird man (je nach dem Ausmaß des Schlupfes) dann doch mit Encodern auffangen müssen.

CS
Jörg
 
Doch da gab es mal was: Teleskopantrieb SR 350. Leider nur noch auf web.archive.org.
Ich sah mal eine Seite wo es mehr Details dazu gab, aber ich finde die nicht mehr. Das Teil war dreistufig, meine ich, und eher groß und schwer.
 
OK, nicht ganz richtig von mir. Dieser im blauen Forum "zweistufiger Bauer Antrieb" genannte Antrieb hatte als Eingang ein Schneckengetriebe und dann zwei Reibrad-Planetengetriebe. Als Name wurde Richard Bauer genannt.

Gruß + CS
Guido
 
Zitat von Guido_M:
Dieser im blauen Forum "zweistufiger Bauer Antrieb"
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Hatte ich auch schon gefunden.

Montierung mit Planeten Friktionsgetriebe - Astrotreff - Die Astronomie und Raumfahrt Community

Hallo Ich bin neu hier und hab mich angemeldet um meine Idee, einer Montierung die mittels eines Planeten Reibrad Getriebes angetrieben wird, vorzustellen. Ich habe eine gebrauchtes Celestron C8 und brauche dazu noch eine anständige Montierung. Bei…
www.astrotreff.de www.astrotreff.de

Und auch Patentschriften zu Planetengetrieben... aber das ist eine eigene Gattung, das Zeug, so einfach das Prinzip ist, so gut muss man das fertigen, damit nix ruckelt, denke ich. Stahl auf Stahl, keine weichen Materialien, präzise geschliffen, wenn man es genau nimmt. Wenn man es allerdings mit Encodern steuert, darf es auch herumnudeln... :D

lg
Niki
 
Moin,

das inspiriert grad zum neuen Standardkennwert FWN = Friction Wheel Noodeling... Nur die Einheit :unsure: ... MicroSpirelli/Umdrehung?

Quatsch beiseite - die Frage dürfte sein, wie man so ein kleines Getriebe vorspannen kann ohne dass das zu plastischer Verformung führt. Die Radien sind alle sehr klein und viel Material hat man auch nicht. Das muss ja alles an das kleine Achsenkreuz passen. Wenn man als Außenring einen Wälzlagerring nehmen könnte und als Rollen fertige Lagerrollen wäre die Materialfrage einfacher. Das Zeug ist ja wenigstens von der Oberfläche her gut und hart.

CS
Jörg
 
Ich war mal Betriebstechniker in einem Unternehmen für Präzisionsteile... Honen, Läppen, Diamantdrehen, Ultraschallschweissen, Stanzbiegen, ... da waren sogar Bremsfilz-Teile für Mini-Achsen in Videogeräten mit Zehntel-Toleranzen angegeben. _affeaugen:

Nun ja, bauen kann man alles, aber wenn man nicht experimentieren will, muss sich jemand finden, der schon ein wenig Erfahrung damit hat, das wäre einfacher. Also die Reibantriebs-Spezialisten... ich bin zwar (auch) Maschinenbauer, aber so einfach man das probieren kann, so lange braucht es vielleicht, bis eine elegante Lösung alle Probleme eliminiert hat. Ich frage mich gerade, warum es das nicht schon gibt.

Von scheppernden Skywatcher-Getrieben bis guten Zahnriemen ist viel am Markt, ASA baut teure und präzise Spitzenmontierungen mit Direktantrieb, 10micron setzt auf Bewährtes... und manche haben einen Reibradantrieb, wo halt die Radien und Drehzahlen samt Motor ganz gut funktionieren dürften. Aber eben keine Planeten-Reibräder, sondern normale Paarungen, wo die Räder senkrecht aufeinander stehen. Da kann man einfach den Druck des Reibrades auf ein Gegenrad einstellen und gut is...

lg
Niki
 
Gut, die Lösung ist natürlich besser einstellbar:


Wenn man die Planetenräder auf einem Grundkörper montiert und dort verstellbar macht (oder mit Federnden Segmenten dank Schlitzkonstuktion), dann spart man sich die direkte Übertragung auf die "Sonnen"-Welle in der Mitte. Hier kann man den Abtrieb an die Grundkörper anflanschen und deshalb müssen die Planetenräder nicht im Eingriff mit der Sonnenwelle stehen.

Die Vorspannkraft wird in diesem Fall von den Grundkörpern geleistet, die ein wenig zusammengedrückt werden (siehe Schlitze). Ebenfalls ersichtlich im Post von Peter Siegrist im blauen Forum "hier noch mit entlastungsschlitzen für den längenausgleich durch das vorspannen:"

Montierung mit Planeten Friktionsgetriebe - Astrotreff - Die Astronomie und Raumfahrt Community

Hallo Ich bin neu hier und hab mich angemeldet um meine Idee, einer Montierung die mittels eines Planeten Reibrad Getriebes angetrieben wird, vorzustellen. Ich habe eine gebrauchtes Celestron C8 und brauche dazu noch eine anständige Montierung. Bei…
www.astrotreff.de www.astrotreff.de

lg
Niki
 
Aber ich brauche doch einen Kontakt zur Sonnenwelle, oder? Ich versteh's gerade nicht.
Ja, das mit den Schlitzen hatte ich schon gesehen. Dachte aber das wäre um minimale Ungenauigkeiten auszugleichen.

Gruß + CS
Guido
 
Moin,

bei mir kommt das vom Werkeln an Eisenbahnsachen, Motoren, Getrieben usw., da muss man sich schraubtechnisch durcharbeiten, ob man will oder nicht, sonst verdient man kein Geld... Nun denn, man kann alles irgendwann mal wieder brauchen, c'est la vie. Aber in unserem Hobby ist alles so frickelig. Guido's Projekt finde ich nicht umsonst so spannend. Zumal mir solche off-mainstream Aktionen immer gefallen.

CS
Jörg
 
Klar,

Du spannest ja die Rollen (Planeten) zwischen dem konischen Außenring und der Sonnenwelle. Deswegen muss die Außenfläche der Sonnenwelle bei zylindrischen Lagern ja zum Winkel der Innenfläche des Außenrings passen...

Bei einer zylindrischen Sonnenwelle musst Du Dir was zum vorspannen überlegen, irgendwoher brauchst Du ja eine axiale Kraft, bei Niki's Idee wäre der Charme dass die kegelige Sonnenwelle ggü. dem Außenring durch axiale Verschiebung die Vorspannung liefert... Dazu bräuchte es noch irgend ein axiales Drucklager.

CS
Jörg
 
Nunja, das ist nicht wirklich ein Projekt. Nur mal ein Versuch, weil ich neugierig bin.

Ich habe ja dieses Jahr eine Montierung mit Riemenuntersetzung a la Avalon gebaut. Funktioniert soweit ganz gut. Trägt ein 8" F5 Newton (9kg) und ich erzielte im Guiding ein RMS von knapp unter 1". Wegen Wetter konnte ich es aber auch erst zweimal wirklich mit Guiding ausprobieren.

Ja, ich bin auch ein Fan von off-mainstream. :)
Wahrscheinlich gibt es aber häufig Gründe warum eine ausgefallene Idee nicht so gemacht wird.
Auf der anderen Seite hätte ich vorher auch nicht gedacht, dass eine Untersetzung mit Zahnriemen steif genug ist, aber die Avalon Montierungen funktionieren offensichtlich ganz gut.

Ich dachte mir halt, dass wenn ich einen Teil der Riemenuntersetzungen durch ein zweistufiges Friktionsplanetengetriebe ersetzen kann, dann könnte man die Montierung noch etwas einfacher realisieren. Für die letzte Untersetzungsstufe (1:8) würde ich weiterhin einen Riemen nehmen wollen. Das würde die Anforderungen an das Planetengetriebe deutlich verringern.

Gruß + CS
Guido
 
Kennt jemand die Innenleben kommerzieller Reibradmontierungen? Ließe sich das von einem Hobbyisten nachbauen? :)

Zu einer Mesu gibt es diesen Artikel. Die Rädergrößen und somit die Untersetzungen sind dort skizziert. Eine gute Idee erscheint mir dieses Doppelrad um die Kräfte besser zu verteilen.
Diesen Typ einer Mesu wird aber anscheinend nicht mehr angeboten.

Interessant finde ich auch noch die Gemini E.fric.

Kennt jemand diese hier? Ich sah die letztes Jahr auf der ATT in Essen, aber hielt die zu dem Zeitpunkt für ein Hobbyprojekt. Aus anderen Foren gibt es nix Gutes zu berichten bezüglich Verfügbarkeit. Diese JTW Montierung hieß vorher OGEM. Dieses Bild zeigt ein Problem, was mir auch live direkt auffiel: Da ist nur diese L-Konstruktion die eine kleine Welle gegen die große Scheibe drückt. Das biegt sich natürlich gleich etwas weg.

Gruß + CS
Guido
 
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