Schneckenradsätze? OTE, Gierlinger, ....

Status
Es sind keine weiteren Antworten möglich.

Martin_Raabe

Aktives Mitglied
Hallo,

ich bin gerade dabei mir meine nächste Montierung zu konstruieren. Das Teil soll ein möglichst gutes Verhältnis von Steifigkeit zu Gewicht haben, letzteres wird so bei 15kg liegen. Wird wohl in Richtung 50-55mm Achsen gehen, als dünnwandige St-Wellen oder dickwandige AL-Wellen.

Nach allerlei analytischen und numerischen(FEM) Steifigkeitsberechnungen bin ich jetzt auch endlich darauf gestossen dass der Antrieb bezüglich der Steifigkeit die bei weitem kritischste Komponente der Montierung ist. Hier hilft wohl nur der Ausweg über gross dimensionierte Schneckenräder und nicht zu kleinem Modul. Und eine ordentlich dicke Schneckenwelle mit sehr steifer Lagerung.

Als Lieferanten für astronomisch sinnvolle Schneckenradsätze kenne ich Hr. Gierlinger, und in jüngerer Zeit Fa. OTE. Kann mir jemand von Erfahrungen mit diesen Anbietern berichten, und vielleicht auch welche Genauigkeit ein Antrieb real erreicht hat?

Das Online-Angebot von OTE für Antriebe ist ja seit vielen Monaten verschwunden, und auch direkte Anfragen hatten bisher keinen Erfolg. Weiss jemand ob es von dieser Firma einen Radsatz von ca. 120-150mm Durchmesser gibt, und wie die genauen Abmessungen von Rad und Schnecke sind?

Die Angebote der Standard-Industrielieferanten (Krempp, Mädler, Atlanta, weitere?) scheinen mir nicht so recht für eine Montierung zu passen... Rad zu klein, Übersetzung zu klein, Radbohrung zu klein. Oder gibt es doch was Sinnvolles aus Nicht-Astro-Quellen?

Vielen Dank für Eure Hilfe!

Martin
 
Ciao Martin,

es gibt glaube ich ein 140er und ein 240er Rad (Durchm. in mm) von OTE. Ich hab noch einen Ausdruck der alten Seiten :-). OTE hat auch Schnecken aus einem Stück. Die Gierlinger Räder sehen ersmal gut aus, aber sind recht saftig preislich. Die Qualitätsbeurteilung ist schwierig, da wenig von Erfahrungen berichtet wird.

Jörg Oulabi hat mir mal gesagt, dass er mit dem MEC-Vorgelege +-10" period Fehler erreichen kann (durch Optimierung vielleicht auch besser), aber die Qualität der Schneckenräder streut zunächst mal von seinem Hersteller her und daher die Entwicklung des MEC zum Ausgleich.

Herbert Zellhuber von der VdS empfiehlt hin und wieder die Gierlinger Sachen.
http://zellix.bei.t-online.de

Bei pitboe (Username hier im Forum, Peter Böhm) läuft eine GROSSE OTE 1200 (mit gigantischem Schneckenrad). Er ist recht zufrieden soweit ich weiss.

Ich bin am gleichen Punkt wie Du und werde wohl zum 240 OTE greifen (für eine Selbstbau-Montierung mit 75mm Achsen) ...

Zwei weitere kritische Punkte aus meiner Einschätzung sind folgende:
- Polblock
- möglichst kurze Kragarme L, d.h. Überhang aus dem Lager bis zum nächsten Schwerpunkt (z.B. vom oberen Alpha-Lager, bis zum Schwerpunkt der DeltaAchse). Schau mal im 'Handbuch für Sternfreunde'. Die Steifigkeit geht mit L**3 runter !!! Meine Antriebe sind u.a. deshalb UNTEN (wie bei der ALT) und nicht oben (wie bei Astrophysics 1200 et al).

Schöne Grüsse,
Peter
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hi Peter,

Danke für die Info bezüglich der OTE-Räder. Man kann ja wohl auch die Daten von den kompletten OTE-Montierungen ableiten, mindestens diese Räder werden ja wohl erhältlich sein.

Mich haben die Aussagen von Jörg Oulabi hier im Forum etwas verunsichert, dass die Radsätze (der OTE150) etwa einen periodischen Fehler von 45-50" haben (ohne MEC/PEC). Das wäre schon ziemlich schlecht, wenn man z.B. mit den winzigen Alu-Rädchen der GP vergleicht. Und ein Fräser der bei der Arbeit an Güllepumpen denkt..?? :-))

Die Antriebe von Hr.Gierlinger scheinen in 2 Punkten überlegen zu sein: die Schneckenwelle ist dicker (wichtig!), und ich schätze die Verzahnung präziser ein (allein schon wegen dem kleineren Modul, 0.7 statt 1.0 in der fraglichen Rädergrösse).

Allerdings gefällt mir die Klemmung bei Gierlinger nicht so recht. Die Tangentialklemme kann man eigentlich nicht vernünftig "von aussen" verstellbar machen, d.h. einmal einstellen und dann damit leben. Hier hat man bei OTE mit den Scheibenkupplungsvarianten mehr Spielraum. Bezüglich des Materials ist OTE auch robuster: Messing kann ungefähr 2x so stark belastet werden wie Bronze (hat aber eine grössere Fressneigung, aber wohl ok).

Leider habe ich keinerlei Preisinfo von OTE, man ist zur Zeit wohl etwas überlastet was Anfragen angeht. Ist bei Deinem Ausdruck der OTE-Antriebsseite auch die Tabelle mit Abmessungen und Preisen dabei??? Da wäre ich aber sowas von interessiert.... *lechtz*

Nach jetzt gut 4 Wochen Konstruktion und Analyse haben sich so manche "guten Konstruktionsansätze" bei mir ziemlich relativiert. Das erste Augenmerk - dicke Achsen- verliert ganz schön an Bedeutung wenn man mal die ganzen anderen Teile bezüglich ihres Einflusses auf die Systemsteifigkeit rechnet. Völlig unterschätzt hatte ich z.B. die Lagerung der Schneckenwelle in axialer Richtung, und auch die Verformungen die durch Flankenpressung zwischen Schnecke und Zahn entstehen.

Folgenden Weg bin ich gegangen:

- Designkriterium war ein möglichst gutes Verhältnis von Steifigkeit zu Masse. Wobei sich die Steifigkeit auf die Winkelverdrehung der OTA-Anschlussplatte als Reaktion auf ein am OTA angreifendes Drehmoment in beliebiger Richtung bezieht. Als Zahlenwert habe ich eine Belastung von 1Nm angenommen, das ist auch eine realistische Grösse für die Störungen die durch Fokussieren entstehen.
Also: wieviele Bogensekunden verdreht sich der OTA-Flansch bei 1Nm differentieller Belastung?
Ziegler gibt im Handbuch f. Sterfreunde ein ähnliches Kriterium an, er bezieht aber die Optik mit ein und untersucht die lineare Auslenkung in der Filmebene. Im Prinzip das gleiche.

- Erstes untersuchtes Objekt waren natürlich die Achsen, also Welle, Gehäuse, Wälzlager, und (wichtig!) die Krafteinleitung in das Gehäuse (Polblock, Verbindung RA-Welle mit DE-Gehäuse). Nach allerlei Steifigkeitsberechnungen und -optimierungen, und einem Ausflug in die Steifigkeitsberechnung der verschiedenen Wälzlagerformen (Herzsche Pressung, Linienberührung, Lastwinkel etc) war ich dann schnell bei einem recht steifen Achssystem: ca. 1 Bogensekunde Verformung pro Newtonmeter Belastung. Masse von Welle(dünnwandig St oder dickwandig Al) , Lager (Kegelrollen oder evtl. auch normale Rillenkugellager) + Gehäuse (Alu, dickwandig) ca. 3.5kg.

- Dann habe ich mir den Polblock vorgenommen: auch hier lässt sich bei recht massiver ALu-Bauweise eine Steifigkeit besser als 1"/Nm erreichen.

- Dann kamen aber die Antriebe. Bei Schneckengetriebe spielen folgende Faktoren mit, die alle die Torsions-Steifigkeit reduzieren: Verformung der Schneckenwelle (seitliches Wegdrücken), axiale und radiale Steifigkeit der Schneckenlagerung, Verbindung der Schneckenlagerung mit dem Achsgehäuse, Linienpressung zwischen Schnecke und Rad, Verformung des tragenden Zahns des Schneckenrads, + ...?

Dafür habe ich in Summe Werte zwischen 3 und 7 Bogensekunden/Nm abgeschätzt, je nach Radgrösse, Schneckenwelle und angenommenen Randbedingungen! Also ein Vielfaches der Verformung der Wellen, Lager, Gehäuse, Polblock, Verbindungsstellen!

Deshalb bin ich inzwischen der Überzeugung dass die Antriebe der wesentliche Punkt für die Steifigkeit einer Montierung sind (wenn man ansonsten halbwegs steifigkeitsgerecht konstruiert).

Die Konsequenz daraus ist dann eben: grosse Schneckenräder verwenden. Die meisten Effekte gehen quadratisch mit dem Durchmesser zurück. Was nicht gerade die Transportabilität fördert, und nicht gerade den Beutel freut....

Die Frage der Position des Antriebs hängt eigentlich davon ab, wie torsionssteif die Welle im Vergleich zum Antrieb ist. Ein sehr steifer Antrieb am unteren Ende ist bei nicht sehr steifer Welle Geldverschwendung. Hier stelle ich auch das ALT-Design in Frage. Sehr grosse Räder, aber eine recht lange auf Torsion beanspruchte Welle dahinter. Müsste man mal genau rechnen.

Bei meinem bisherigen Design verdreht sich die Polwelle ca. 1,2"/Nm (Länge 180mm, St 55mm, Wandstärke 5mm).

Es kann sich also durchaus lohnen das Schenckenrad nach oben zu setzen, und dabei natürlich darauf zu achten dass die Biegesteifigkeit des dann längeren Kragarms noch hinreichend gross ist.

Spannende Sache, so eine Montierung!!!

Viele Grüsse
Martin
 
Ciao Martin,

ich sehe, Du hast ja sehr viel quantitativ aufeinander abgestimmt. Beachtlich. Ich habe mich eigentlich lediglich auf die offensichtlichen Schwachstellen konzentriert, zwar einzelne Steifigkeiten mal ausgerechnet, aber nie die komplette Kette durchgerechnet und exakt aufeinander abgestimmt. Ist zwar nicht so professionell, aber man kann zeitlich eben nicht alles machen neben dem Job her. Ausserdem hab ich keine Möglichkeiten/Tools zu komplexen FEM Rechnungen. Ich hab immer prostab benutzt oder eben zu Fuss :-).

Meine Achsen sind relativ dickwandig (75mm Durchm, 35mm Bohrung) und kurz (300mm im Gehäuse) und deshalb ist die Torsionssteifigkeit der Achse wahrscheinlich irrelevant relativ zum Antrieb. Ich muss die Torsionswerte dennoch mal ausrechnen - guter Hinweis.

Ich habe auch noch ein paar Referenzadressen von Herrn Gierlinger bekommen, die ich mal abklappern werde wegen Erfahrungen mit seinen Antrieben. Wir können uns ja mal per Email/Telephon darüber austauschen zu gegebener Zeit. Die Klemmung gefällt mir eben auch nicht, ganz wie Du sagst !

Die OTE Seiten habe ich komplett. Ich kann mal heute abend reinsehen und Dir die Masse durchgeben. Jörg Oulabi sollte vielleicht doch mal seine Webpage wieder aktivieren, damit sich die Selbstbauer bei Kaufinteresse orientieren können. Der Fertig-Markt ist anscheinend wohl doch lukrativer + voluminöser ...

Die Kragarmdiskussion habe ich gelöst durch Antriebe nach unten und dadurch, dass meine Achsen (und der Anschlussflansch) kurz + oben sogar noch dicker sind (konische Stahl-Achsen, in den Lagern aber natürlich zylindrischer Querschnitt), so hab ich im oberen Achslager 110mm Achsen (2 verschiedene Durchmesser oben und unten 75mm), der Flansch ist in direkter Fortsetzung der Achse ein Kegel mit fast 180mm Enddurchmesser. Die Kragbiegung ist deshalb eigentlich praktisch 0 bei jeder realistischen Belastung. Kampfgewicht ist allerdings auch ca 42kg für ein Gehäuse inkl. Antrieb. Das ist natürlich heftig + und klingt nicht gerade so gewichtsoptimiert wie bei Dir :-). Ich bin aber noch am Optimieren durch Abfräsungen am Gehäuse (Alu).

Demnächst vielleicht mehr wegen der OTE Teile...

Schöne Grüsse,
Peter


 
Ciao,

ich habe nachgesehen (OTE Webpage Liste vom 9.8.2002):

144 z Schneckenrad Durchm. 147mm, Modul 1
period. Fehler <13", Rundlauf 0.004mm
mit Schnecke mit Lagerung + MEC Vorgelege, Montageplatte
Winkelfehler bei 10Nm Radialbelastung 46"
Bohrung 50h7
Montageplatte Mass: 150 mm x 222 mm

Nur Schneckenrad: 195 Euro
Kompletter Antrieb Kostete mal damals 429Euro.

Schöne Grüsse
Peter
 
Hallo Peter,

Danke für die Info!!!

Grummel, Steifigkeit 10Nm -> 46", also 4,6" pro Nm
Da lag ich mit meinen geschätzten 3-7"/Nm ja gar nicht mal so falsch... also ist echt der Antrieb das schlimmste Gummiteil der Montierung!

Hast Du auch eine Preisangabe für die Schnecke ohne Lagerung, bzw. für Rad+Schnecke? Die Lagerung werde ich aus Platzgründen wohl neu konstruieren müssen.

Und, könntest Du bitte noch nachschauen ob es ein Rad in der Grösse um 120mm gibt? In Deklination schwanke ich noch zwischen einem kleineren Schneckenantrieb und einem Tangentialarm. Was verwendest Du denn?

Nochmal Danke, und viele Grüsse
Martin
 
Hallo Peter,

das war bisher auch schon ein ganzes Stück Arbeit mit der Rechnerei! So ziemlich jeder freie Abend der letzten Wochen ist draufgegangen... darf man gar nicht rechnen, sonst lohnt sich so ein Selbstbau natürlich niemals :-))

Für die FEM habe ich mir ein Freeware-Programm runtergeladen, Z88. Etwas unbequem in der Anwendung, aber sonst wirklich sehr brauchbar.

Bei Deinen Achsen brauchst Du Dir wohl wirklich keine Sorgen um die Torsion zu machen!! Also das Rad unten anschrauben, passt schon. Verstehe ich das richtig, das obere Lager hat einen Innenring von 110mm? Kegelrollenlager?

Der grosse Kegel oben ist auch super, in der FEM sieht man schön dass die Welle (konstanter Querschnitt angenommen) bei Biegebelastung zwischen den Lagern fast völlig unverformt bleibt, und dass dann im Kragarm-Bereich die Post abgeht. Hier muss also ordentlich Flächenträgheitsmoment hin.

Klingt alles seeehr robust, was Du da machst. Welches Instrument soll den darauf reiten?

Viele Grüsse
Martin
 
Hallo Martin, hallo Peter,

Zitat:
Ich habe auch noch ein paar Referenzadressen von Herrn Gierlinger bekommen, die ich mal abklappern werde wegen Erfahrungen mit seinen Antrieben...

Da bei der VdS-Fachgruppe Amateurteleskope/Selbstbau gelegentlich Anfragen zu Schneckentrieben kommen, wäre ich an Erfahrungsberichten zu diesem Thema ebenfalls interessiert.
Auf eure fertigen Montierungen bin ich schon mal gespannt -

Gruß, Herbert Zellhuber
Fachgruppe Amateurteleskope/Selbstbau
http://www.vds-astro.de/fg-selbstbau
 
Ciao,

das ganze mit 240er Rad kommt auf minimal 22" bei 10Nnm Radialbelastung. Das wäre vielleicht eine Alternative für Dich.

144z-Rad allein kostete: 195 E
120z Rad gabs auch aber ohne Preisangabe (ist wahrscheinlich Sonderanfertigung also weitaus teurer !!!)
Schnecke gepasst: 45 E
Schnecke einteilig, geschliffen: 235 E

Ich mache in Delta + Alpha 2 mal volle Schnecken-Getriebe wegen GOTO !

Schöne Grüsse,
Peter
 
Ciao nochmal,

kannst Du den link zu Z88 mal posten ? Wäre vielleicht mal interessant für alle + auch für mich. Wie gesagt ich hab immer
http://www.prostab.de/
benutzt, aber da es die exakten Lösungen der Diffgleichungen von Stabdurchbiegungen benutzt ist es nicht für alles optimal. Für Gittertuben aber super (beachten alle Längen sind in [m], alle Kräfte in [kN] !

Ja, der Innenring ist oben 110mm, unten 75mm. SKF Kegelrollenlager beides. Für die Deklinationsachse (Symmetrische Belastung) ist dieses konische Design eigentlich nicht angebracht, aber aus Gründen der Einfachheit bei der Hestellung mach ich beide Gehäuse im Grundsatz gleich. Für die Alpha dürfte es aber super sein. Ausserdem will ich Alpha + Delta TRENNBAR haben (6 x M12 Schrauben - wenn's zu mau ist muss ich mir noch was ausdenken), deshhalb auch der 175mm-Megaflansch.

Instrument hab ich noch nicht, aber es wird hoffentlich reichen für alles was ich jemals haben werde... (ich denke über einen 18" Cass /80kg nach, aber das ist noch sehr in der Vorphase, ich brauch erstmal einen guten + dennoch günstigen Spiegel, da bin ich gerade in der Angebotseinholphase). Mal sehen, ich gehe es ruhig an, mein C11 wird die Kiste hoffentlich noch halten (wenn ich mit drauzf sitze ! :-).

Schöne Grüsse,
Peter


 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Ciao Herr Zellhuber,

jo wir werden mal sehen. Ich bin jetzt schon 1 Jahr gelegentlich dran. Ich schätze aber es wird noch mindestens 1/2 Jahr dauern! Ich komm einfach nicht oft genug dazu ... Aber heute abend bekommt der Heidelberger Astrostammtisch schonmal das Alpha-Gehäuse (zumindest Lagersitze/Passungen innen alle fertig) gezeigt, damit mir die Kollegen glauben, dass ich Ernst mache,... die witzeln schon, Herrgottnochmal !

Schöne Grüsse + vielleicht mal auf einem Teleskoptreffen,
Peter

 
Z88 für FEM

Hi Peter,

die Homepage der Software ist einfach www.z88.de

Das Programm stammt offenbar von einem Prof, gibt's für Windows und Linux. Ist Freeware, und hat keine Beschränkung der Strukturgrösse (bis der Rechner schlappmacht).

Das Frontend zur Erstellung der Ausgangsstruktur (=Superstruktur) zur FEM ist wohl im Idealfall Autocad, da ich das aber nicht besitze gehe ich den Weg über halbautomatisch erstellte Eingabefiles. Dazu habe ich mir ein paar C-Routinen geschrieben um die wichtigsten Bauteile (Wellen, Gehäuse, Quader) nicht vollständig von Hand beschreiben zu müssen.

Man muss sich schon reinarbeiten, um damit klarzukommen. Aber ein wirklich sehr nützliches Programm!

Viele Spass falls Du damit arbeiten willst!
Martin

PS: Das mit der symmetrisch gelagerten Dek-Achse leuchtet mir nicht so recht ein. Auch hier muss an der OTA-Seite der Wellendurchmesser wegen des Kragarms gross sein, hier ist also ein dickeres Lager sinnvoll. Wie stark sich der Befestigungspunkt der Gegengewichtsstange verdreht interessiert ja nur in Ausnahmefällen...
 
Hallo Peter,

ist die Angabe ( 46"/10Nm bzw. 22"/10Nm ) irgendwie näher spezifiziert, z.B. für einen kompletten Antrieb mit Schneckenlagerung oder gilt das nur für das Rad+Schnecke?

Was heisst Schnecke gepasst? Schnecke mit Bohrung (Durchmesser=?) statt mit einer Welle?

Ich habe noch die Bilder der Antriebsseite auf meiner Platte. Danach gibt es offenbar die Schneckenvarianten SL und SP...?

Das 240er Rad ist für meine Variante echt zu gross. Gerade habe ich es geschafft ein 144er unterzubringen, und bereits da sind die Antriebsgehäuse ziemlich fett. Der Tubus stösst gerade nicht am RA-Antrieb an, 2mm Luft ....

Vielen Grüsse
Martin
 
Hallo "Nirosta"-Herbert,

Deine Werkstatt hätte ich gerne!!! Es wird wieder ein Dreher sehr reich an mir werden....

Sind ja richtige Schmuckstücke, Deine Montierungen! Bei mir muss für das Oberflächen-Finish ein Farbtopf reichen :-))

Viele Grüsse
Martin
 
Ciao nochmal,

die SP Schnecke ist die teurere, aus einem Stück + geschliffen.
die SL die billige, zweiteilig auf einer Passwelle verstiftet + verklebt.

Aber bei Einzelheiten (Steifigkeiten und so) , ruf doch mal bei OTE an. Telefonisch funktioniert eigentlich schon, scheint mir. Nur Email ist schwierig geworden seit einiger Zeit ...

Vielleicht hab ich auch falsch gedacht mit der Dek-Achse. Du hast Recht, dass der Kragarm natürlich dick sein muss, insofern ist das Design durchaus so angebracht. Andererseits ist die Belastung der Alpha-Achse halt IMMER + konstant sehr unsymmetrisch, die der Delta eher symmetrisch (wenn man nach Süden schaut, was man ja häufigst tut). Sei's drum, man müsste es mit FEM mal genau ansehen, aber jetzt hab ich die Gehäuse sowieso schon fertig (zumindest den 'Innenausbau').

Schöne Grüsse,
Peter
 
Status
Es sind keine weiteren Antworten möglich.
Zurück
Oben