Star Adventurer GTI, Aspekte zu Zahnspiel und Guiding

Bastler4

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Hallo Freunde,
da ich mich häufig im fernen Ausland aufhalte, habe ich mir eine Star Adventurer GTI besorgt und ein kleines Teleskop, um auch hier einen Grund zu haben, klare Nächte draussen zu verbringen.
Das Ding hat Probleme beim Guiding, die ich aber durch viele Anpassungen von Parametern weitgehend in den Griff bekommen habe. Kleine Ausreisser gab es am Schluss noch, aber in Summe war es ok.
Das hat mich bewogen, das Problem näher anzusehen. Also habe ich mir erst mal irgend ein Video dazu angesehen, damit ich die Montierung zielgerichteter zerlegt bekomme. Das hätte es tatsächlich nicht gebraucht, aber mir ist dabei sofort aufgefallen, dass bei der Zahnradpaarung zwisch Motor und Schneckenwelle ein Problem vorliegt. Zur besseren Erklärung dient das angehängte Bild.
An dieser Stelle muss ich dazusagen, dass ich mich mich ungeplanter Weise zwei Jahrzehnte lang durch Zufall mit der Entwicklung und Auslegung von Kleingetrieben für professionelle Anwendungen beschäftigt habe.
Durchexerziert habe ich die Gegebenheiten augenblicklich nur an Dec, aber da ist das Zahnspiel ja von besonderer Bedeutung.
a) Was ich hier sehe, ist eine absolut unmögliche Auslegung des gezeigten Zahntriebs. Dabei ist das rechnerisch bei gerade mal zwei Stirnrädern für jeden Anfänger zu bewältigen.
Es ist ok, in diesem Fall Räder mit Standardberechnung einzusetzen ( hier Modul 0,5, keine Profilverschiebung, Verzahnungsqualität vermutlich ISO 9). Es ist aber, gerade in unserem Anwendungsfall, nicht in Ordnung, den Achsabstand so gross auszulegen, dass gerade noch gesichert ist, dass sich die Zähne immer berühren. Der Achsabstand muss so klein wie möglich sein, um ein Klemmen der Verzahnung zu verhindern.
Die Gegebenheiten hier haben führen zu folgenden Problemen:
1) Das Zahnspiel beträgt etwa 0,3mm. Die dadurch hevorgerufene Verzögerung bei Bewegungsumkehr beträgt bei normaler Guidinggeschwindigkeit 2,4 sec. Die Darlegung der Berechnung erspare ich mir, das ist Grundschulmathematik.
2) Wegen des grossen Achsabstandes erfolgt der erste Kontakt der Zähne nicht an der Evolventen, sondern im Bereich des Kopfradius. Das führt nicht nur zu den berühmten Kaffeemühlengeräuschen bei schneller Bewegung, sondern auch zu ungleichmässiger Winkelgeschwindigkeit mit direktem Einfluss auf sie Guidingqualität.

b) Zum Zahnspiel der beiden Stirnräder addiert sich das Zahnspiel des Mikrogetriebes, welches auf den Motor geflanscht ist. Das sind weitere 0,2mm. Heißt , die Zeit, bis sich ein Signal am den Motor bemerkbar macht beträgt 4 Sekunden.

Warum ich das hier geschrieben habe? Weil sich alle und jeder bei der Bekämpfung des Zahnspiels nur um das Schneckenspiel kümmern. Das kommt da aber nur noch dazu und ist bei dieser Montierung mit dem steifen Fett und dem geringen Modul auch nicht ganz banal. Am Besten geht es durch messen der Sromaufnahme während das Spiel nachgestellt wird. Man muss da aber den Rundlauffehler berücksichtigen. Bei der vorliegenden Konstruktion kann ich mit aber auch eine Ferderbelastung der Schnecke vorstellen.

Gruss
Bernhard
 

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Hallo Bernhard,
auch wenn ich mit meiner SA-GTI keinerlei Probleme habe, finde ich Deinen Beitrag sehr interessant.
Das von Dir beschriebene kreischende „Kaffeemühlengeräusch“ kenne ich natürlich. Daran habe ich mich weitestgehend gewöhnt.
Trotzdem stellt sich mir nun die Frage, ob man der SA-GTI mit anderen Zahnrädern nachträglich doch noch akustische Manieren beibringen könnte. Lieferanten für Zahnräder gibt es ausreichend, Kosten und Aufwand erscheinen mir überschaubar.

Konntest Du die Quelle des „Mühlengeräusches“ lokalisieren?
Sind es jeweils diese beiden, recht gut zugänglichen Zahnräder?

Oder kommt es von den motorinternen Getrieben? Da wäre dann wohl nix zu machen…..

Probleme mit der Nachführung macht meine Montierung wie gesagt nicht, der Ausschuß bei 200m Brennweite liegt bei vielleicht 1%.
Damit kann ich -zumindest bis die Kleine durch eine noch kleinere ersetzt wird- gut leben.

Ich denke auch an andere, größere Montierungen, die eine solche Zahnradpaarung haben, z.B. die HEQ5 oder die ältere EQ6.
Die machen ja ähnliche, rasselnde Geräusche, und viele suchen ihr Heil in recht teuren Riemenumbauten (Rowan).

Klaren Himmel und schöne Feiertage wünscht

Dietmar
 
Hallo Bernhard. Ignoriere dass Zahnradspiel der Motoren. Orientieren muss man sich an dem Spiel der Schnecke. D.h. rel. gut einstellen und zufrieden sein.
Ich bin sehr zufrieden mit der Monti.
 
@Dietmar: Dieses Zahnspiel ist für das Geräusch zuständig. Ziel einer Verzahnungsauslegung ist u.a., einen möglichst hohen Überdeckungsgrad zu erreichen, d.h., es ist immer mehr als ein Zahn im Eingriff. Dann kann nicht nur ein höheres Drehmoment realisiert werden, die Verzahnung läuft auch ruhiger. Im gezeigten Fall kollidiert die auflaufende Flanke mit dem Zahnkopf des Gegenrades. Das erzeugt nicht nur Lärm, sondern auch Verschleiss und ungleichmässigen Lauf.

@Herby: Natürlich muss das Spiel der Schnecke möglichst nahe Null sein. Davon abgesehen gilt aber meine Antwort an Dietmar wegen des ungleichmässigen Laufs. Und es gilt, dass das Backlash von z.B. PHD2 häufig nicht in den Griff zubekommen ist. Zenithnah wirkt es sich auf die Guidingqualität in Dec in jedem Fall aus, ansonsten hilft natürlich, die Last aus der Balance zu nehmen.

Leider bleibt diese Montierung hier in Taiwan (mein Rückreisegepäck ist voll), zu Hause hätte ich die Mittel, die genannten Mängel zu beheben.
 
Noch eine Anmekung zu Dietmars Antwort: Alles, was man an Zahnrädern in irgendwelchen Läden kaufen kann hat die gleiche Qualität und die gleiche Verzahnungsgeometrie. Das passt dann eben auch nicht. Es wäre nötig, den zu grossen Achsabstand durch eine Profilverschiebung zu kompensieren. Wenn man den Achsabstand ausreichend genau messen kann und ein Berechnungsprogramm zur Verfügung hat, kann man die Profile für beide Stirnräder optimieren und die dann schnitzen lassen. 200,- Euro pro Stück sollte ok sein.
 
Noch eine Anmekung zu Dietmars Antwort: Alles, was man an Zahnrädern in irgendwelchen Läden kaufen kann hat die gleiche Qualität und die gleiche Verzahnungsgeometrie. Das passt dann eben auch nicht. Es wäre nötig, den zu grossen Achsabstand durch eine Profilverschiebung zu kompensieren. Wenn man den Achsabstand ausreichend genau messen kann und ein Berechnungsprogramm zur Verfügung hat, kann man die Profile für beide Stirnräder optimieren und die dann schnitzen lassen. 200,- Euro pro Stück sollte ok sein.

Was dann 2/3 des ursprünglichen Neupreises der Montierung wäre. Ich hatte die Montierung auch mal, hatte auch keine Probleme, ich kannte aber auch nichts Besseres. Als ich dann auf die AM3 umstieg, fühlte sich das an, also sei ich aus einem VW Käfer in einen VW Arteon oder ähnliches eingestiegen. Ein Quantensprung, was Qualitätsanmutung angeht. Das Guiding war natürlich auch sofort spürbar besser. Man muss sich echt überlegen, ob man solche Zahnrad-Schneckenmontierungen überhaupt noch kaufen sollte. Die HD-Montierungen bewegen sich ja inzwischen auf den dreistelligen Bereich zu. Wenn ich eine Juwei 14 für 800-900 Euro bekommen kann, kauf ich doch keine SA GTI mehr, wenn ich erst 400 Euro reinstecken muss, um die mängelfrei zu bekommen.

Danke dir für Deinen sehr erhellenden und kompetenten Bericht zu der Problematik.

LG Olaf
 
Hallo Olaf,
die Kosten sind reine Rüst- und Einstellkosten. Erst mal müssen die Rohlinge hersgestellt werden, das ist ein separater Prozess. Dann muss die Verzhanung gefräst werden, das wird erst mal nach Zahnradberechnung eingestellt, dann muss die Verzahnung auf einer speziellen Messmaschine Zahn für Zahn abgetastet werden, sowohl das Profil als auch die Flankenrichtung. Das wird mit den Solldaten verglichen und als Darstellung der Abweichungen ausgegeben. Dann gagantiert noch einmal einen weiteren Rohling fräsen, noch mal vermessen und dann hoffentlich dem Kunden in die Hand drücken. Die Messmaschine braucht 20 Minuten, wenn die passenden Aufnahmedorne vorrätig sind. Sonst müssen die auch noch gefertigt werden, gehärtet, feingeschliffen und poliert. Die Messmaschine kostet so um 1,2 Milliönchen.

Braucht es aber nicht, siehe den folgenden Post.

Gruss
Bernhard
 
Das Problem des Achsabstands hat mir keine Ruhe gelassen, und so habe ich die Monti in Dec noch mals auseinandergeschraubt und die Getriebeeinheit ganz entnommen. Antriebsritzel die Madenschrauben gelöst und das Ritzel abgezogen. Was mich dann angegrinst hat war die Abtriebswelle des Motorgetriebes und drei Befestigungsschrauben, alled völlig ohne Zentrierung. Die Durchgangsbohrungen für die drei M2-Schrauben haben etwa 3mm Durchmesser. Mit diesen drei Schrauben wird also der Antrieb "zentriert".
Gut ist, wenn sich die Zähne der beiden Stirnräder berühren.
Da die Bohrungen für die M2-Schrauben aber so gross sind, dass die Zahnräder auch klemmen können, dürft ihr drei mal raten, was da bei der Montage bevorzugt wird: So weit wie möglich auseinander.
Das erklärt auch, warum einige mit dieser Montierung verzweifeln und sie bei anderen sehr zufriedenstellend läuft.
Die Zahnräder sind übrigens sehr gut.
So wie im Bild sieht es jetzt aus. Schreiben dauerte länger als machen.
Gruss
Bernhard
 

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Herby, das habe ich natürlich gleich mit erledigt. Da drängte sich dann gleich die Frage auf, ob ich die Schnecke gleich federbelastet ausführen soll. Technisch wäre das in Dec in 5 Minuten gemacht. Die Ausprobe kostet dann halt noch die Anfahrt zum Stellplatz und einen Abend.
Das grösste Aufwand wäre der 3D-Druck des Gehäuses. Wo die Monti steht, habe ich nur beschränkt Werkzeug und Arbeitsplatz zur Verfügung und leider auch keinen 3D-Drucker.
Gruss
Bernhard
 
Da drängte sich dann gleich die Frage auf, ob ich die Schnecke gleich federbelastet ausführen soll.
Hallo Bernhard. Ja, dass hatte ich mir auch schon überlegt. Wäre eig. eine tolle Sache. Ich nutze i.M. die Winterschlaf Funktion, bin begeistert wie sie wieder die Objekte findet uns brav anfährt ohne jedesmal Aligment durchführen zu müssen. Echt tolle Sache.
 
Hallo Bernhard,

vielleicht habe ich es überlesen, aber hat das jetzt was gebracht? Guidet deine GTi jetzt besser? Oder wenn du ohne Guiding deine GTi laufen lässt, bekommst du jetzt bessere Bilder? Mit welchem System (Leitrohr + PHD, MGEN 3 oder?) guidest du und welche Guiding-Werte in Bogensekunden bekommst du jetzt pro Minute? Sorry für die vielen Fragen! Ich hoffe auf Antwort.

Gruß Andreas
 
Hallo Andreas,
entschuldige sie späte Antwort, Es gibt da leider ein kleines Problem, die Montierung steht in Taiwan, ich bin wieder in Deutschland. Mit der notwendigen Federspannung bin ich auch nicht so sicher, ist ja eher Try and Error.

Ich habe hier aber noch eine kleine Konusfeder liegen, die passen könnte. Wenn ich wieder nach Taiwan fliege, nehme ich die mit.
 
Na dann bin ich mal gespannt!
 
So, ich bin jetzt wieder in Taiwan, habe aber seit ich hier bin [zensiert] Wetter, und das wird noch mindestens eine Woche anhalten. Dafür habe ich am Samstag einen fantastischen Platz gefunden. 1200m über NN, kein Hindernis höher als 20°.
Über die Montierung habe ich mich gerade noch mal hergemacht. Ausprobieren kann ich das halt erst, wenn ich mal klaren Himmel habe.
Im Anhang gibt es Fotos, die wohl selbsterklärend sind. Trotzdem sind noch ein paar Anmerkungen nötig.
1) Die Beschaffung der Konusfedern über Ebay etc. ist nicht möglich. Ich habe da nichts gefunden, was auch nur halbwegs passend ist.
2) Als Quellen habe ich Batteriehalter ausgemacht. Die Federn sind so gewickelt, dass sie flach zusammengedrückt werden können, was wichtig ist. Alle diese Federn haben einen zu grossen Basisdurchmesser und müssen gekürzt werden. Das führt zu höheren Federkonstanten, was hier gut ist.
3) Der kleine Durchmesser muss klein genug sein, dass eine M2-Schraube mit Unterlegscheibe nicht durchfallen kann. Wer einen 3D-Drucker oder eine Drehbank hat sollte einen passenden Federteller herstellen. Hier in Taiwan habe ich da leider keine Möglichkeit.
Trockenübungen liefen sehr gut, ich bin also optimistisch.
Ich mache das jetzt erst mal nur für Dec. Wenn das gut läuft, werde ich auch Ra ausrüsten.
Sobald Ergebnisse vorliegen, werde ich berichten.
 

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Immer noch kein CS in den nächsten Tagen, auch nicht Stundenweise.
Aber es ist mir noch ein anderes Problem aufgefallen, bei dem ich keine Ahnung habe, wie das zu verbessern wäre. Vielleicht hat ja jemand anders eine Idee.
Das betrifft die drehbare Lagerung des Getriebeblocks, um das Schneckenspiel einstellen zu können. Das ist wirklich auf die primitivste Art gelöst, schaut euch dazu bitte die Bilder an.
Die Achse ist ein verchromtes Drehteil mit einseitigem Gewindeflansch und einem M4 Gewinde auf der anderen Seite, das in eine Überwurfmutter eingreift. Da die Welle über die komplette Länge gedreht weden muss, ist da schon mal keine berauschende Qualität zu erreichen.
Besser wäre es, einen geschliffenen Stift mit beidseitigem Gewinde zu machen und beidseitig Spannmuttern zu nehmen. Das wäre fertigungstechnisch auch noch erheblich billiger.
Die Spannmuttern dienen übrigens dazu, das Montierungsgehäuse zu spannen und so die Axialbewegung des Getriebeblocks auszufangen.
Der Getreibeblock ist ein unbearbeitetes AL-Druckgussteil. Das wäre grundsätzlich ok, wenn es bei einem qualifizierten Druckgiesser gemacht würde. Ich kenne solce, die Bohrungen mit toleranzen von 0,05mm werkzeugfallend machen. Damit wäre die Kippbewegung des Getriebeblocks stark zu reduzieren.
Das vorliegende Radialspiel kann bis 0,15mm Backlash erzeugen.
Evtl. kann ich dieses Spiel verkleinern, indem ich mit Gewalt die Bohrungen deformiere und die Welle danach mit Polierpaste einschleife. Ist nicht schön, könnte aber funktionieren.

Gruss
Bernhard
 

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Ich muss mich korrigieren. Die durchgehende Achse ist sogar exakt so gemacht, wie ich das oben szizziert habe. Allerdings das Gewinde dann einseitig verklebt.
Und die Bohrungen im AL-Guss sind sogar bearbeitet (der Guss ist trotzdem schlecht). Da stellt sich dann aber erst recht die Frage, warum zwischen Achse und Bohrung >0,2mm Luft ist.
Hatte vorhin meine Genauguckerbrille nicht aufgesetzt, sonst hätte ich das gleich gesehen.
 
Wenn deine Beobachtungen stimmen, dürfte ein Teil der Probleme konstruktionsbedingt sein und nicht durch Software oder Guiding-Parameter lösbar.
 
Wenn deine Beobachtungen stimmen, dürfte ein Teil der Probleme konstruktionsbedingt sein und nicht durch Software oder Guiding-Parameter lösbar.
Ja, so ist es. Konstruktionsbedingt und vermutlich auch fertigungsbedingt. Und dass meine Beobachtungen zutreffen, das gebe ich Dir wenn nötig schriftlich. Ich habe in meinem Berufsleben als technischer Berater viele unzureichende Konstruktionen analysiert und korrigiert. Eine Standardantwort in Asien auf konstruktive Mängel ist "we can not immagine".
Also zum Schluss: ich habe dieses Projekt heute aufgegeben. Federbelastung funktioniert nur, wenn sich der Getriebeblock mit geringer Reibung auf der genannten Achse drehen kann. Die Achse ist aber im Wesentlichen dazu da, Gehäuse und Getriebeblock miteinander zu verspannen.
Wenn ihr also das Backlash verringern wollt, steckt in diesem Detail trotzdem ein wesentlicher Beitrag. Geht wie folgt vor:
1) Die Welle demontieren, um den Getriebeblock zu entnehmen.
2) Zahnspiel zwischen Motor und Schnecke minimieren. Ein guter Trick ist, ein Stückchen Alufolie einlagig zwischen die Verahnungen zu bringen und dann die Zahnräder zusammendrücken. So entsteht das notwendige minimale aber auch hinreichende Spiel zwischen den Verzahnungen.
3) Getriebeblock wieder einbauen und die Schrauben auf der Achse so festziehen, dass der Getriebeblock beim Bewegen deutlich Reibung zeigt.
4) Scheckenspiel einstellen. Wenn die Schnecke deutlich Eingriff im Schneckenrad hat, das Zahnrad auf der Schnecke mit Daumen und Zeigefinger bewegen. Dann die Schnecke mit der M2-Schraube weiter zustellen und immer wieder am Zahnrad drehen bis das benötigte Drehmoment grösser wird. Ab da die Schraube in Schritten von 1/8 Umdrehungen (0,05mm) lösen und immer wider das Zahnrad drehen, bis der ursprüngliche Widerstand wieder hergestellt ist.
5) Letzter Akt, die Schrauben auf der Achse gut festziehen, denn nur dann ist gewährleistet, dass dieser während des Betriebs kein Eigenleben führt.

Das Ganze zuerst an Dec, weil da die Abdeckung einfacher zu demontieren ist. Dass anschliessend Ra drankommt, ist selbstverständlich.

Viel Spass mit der neuen Montierung.

Bernhard
 
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