Freitag, 4. Januar 2019

Bastelanleitung Umkehrgetriebe

Die Getriebe im Shop

Bastelanleitung Umkehrgetriebe

Für den Einsatz von Synchronmotoren in Weihnachtspyramiden



DAMASU-Holzkunst. Manufaktur mit Werksverkauf. 09544 Neuhausen/Erzgebirge, Olbernhauer Str. 31, 0173 3666 223, www.holzbastelsatz.de


Allgemeine Hinweise

Die Getriebe im Shop

Einleitung

An Weihnachtspyramiden gehören Weihnachtskerzen.
Das ist eine einfache und unumstößliche Wahrheit und doch, elektrisch betriebene Pyramiden werden immer beliebter. Das Problem dabei sind meist die Motoren. Sie sollen schön langsam laufen, dabei aber leise und natürlich preiswert sein. Das ist schwierig. Viele Motoren sind zu laut und/oder zu schnell und ein guter Motor ist meist sehr teuer.
Als Alternative wird immer öfter ein Synchronmotor, wie sie vielfach in Mikrowellen eingebaut werden, angeboten. Diese erfüllen die gerade genannten Forderungen; sie sind preiswert, leise und auch sehr langsam. Es ist aber nicht alles Gold was glänzt. Diese Motoren haben einen entscheidenden Nachteil. Der Synchronmotor mit einer Phase besitzt keine definierte Drehrichtung. In welche Richtung der Motor drehen wird, ist abhängig von der Ruhestellung des Motors und der Phasenlage des Wechselstromes im Einschaltmoment. Das bedeutet, Sie können nicht vorher bestimmen, in welche Richtung der Motor die Pyramide drehen wird.
Wie kann man dieses Problem lösen?
Eine Möglichkeit ist das immer wieder Ein- und Ausschalten des Motors, bis er die gewünschte Drehrichtung durch Zufall eingenommen hat. Eleganter geht es mit einem Richtungs-Umkehrgetriebe. Dieser Bausatz realisiert mit den Mitteln unserer Holzkunst solch ein automatisches Umkehrgetriebe. Ganz gleich in welche Richtung sich der Motor dreht, die Pyramidenachse wird sich immer rechts herumdrehen. So, wie man das von einer erzgebirgischen Weihnachtspyramide erwartet.
Wie wird das nun realisiert?
Im Grunde genommen ist das ganz einfach. Zwei ineinander greifende Zahnräder drehen sich immer gegenläufig. Nimmt man also eine gerade Anzahl von Zahnrädern, dann wird die Drehrichtung der Antriebswelle und der Abtriebswelle gegenläufig sein. Nimmt man hingegen eine ungerade Anzahl von Zahnrädern, dann werden sich beide Wellen in der gleichen Drehrichtung bewegen. Solch ein Umkehrgetriebe schaltet also in Abhängigkeit der Drehrichtung der Antriebswelle zwischen einer geraden Anzahl von Zahnrädern und einer ungeraden Anzahl von Zahnrädern um. Den Umschaltimpuls löst dabei die Drehrichtung der Antriebswelle selbst aus.
Die benötigten Motoren können wir auf Grund des ElektroGesetzes von 2018 nicht mehr liefern. Sie können die Motoren bei Pollin.de bestellen. Es gibt zurzeit zwei passende Motoren:


1. Bestellnummer 310450; 220V~; 4,1 U/min
2. Bestellnummer: 310704; 21V~; 2,5 U/min (Stand Jan 2019)
Die Motoren werden mit 50Hz-Wechselspannung betrieben. Der 220V Motor muss von einem Fachmann angeschlossen werden. Für den 21V Motor müssen Sie einen zusätzlichen Trafo anschließen. Der kann eine Ausgangsspannung von 7 - 21 V haben. Mit einer geringeren Spannung läuft der Synchronmotor nicht langsamer, er hat nur weniger Kraft, aber zum Antrieb einer Weihnachtspyramide spielt das keine Rolle.
Zum Aufbau des Getriebes benötigen Sie neben Leim und einem Schraubenzieher auch ein Stück Sandpapier und Kerzenwachs.



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Bauanleitung




Vorbereitende Arbeiten

Beginnen Sie mit der Motorplatte. Diese ist mit der Aufschrift "Motor" gekennzeichnet. Schrauben Sie den Motor an diese Platte. Der Motor kommt auf die Rückseite der Platte. Der Schriftzug bleibt sichtbar.




Auf der Seite der Motorachse werden nun sechs Abstandshalter eingeleimt.






Im zweiten Arbeitsschritt wird das Gehäuse der Getriebewippe hergestellt. Dazu benötigen Sie zwei identische Platten und zwei Abstandshalter.


Leimen Sie die Abstandshalter in eines der beiden Teile. Die Abstandshalter gehören auf die mit "oben" markierte Seite.



Die Achsen und Wellen herstellen

Für das Getriebe benötigen Sie vier Zahnräder. Das Antriebsrad wird einfach auf die Motorwelle gesteckt. Dazu muss nichts weiter vorbereitet werden. Die beiden Zwischenräder, von denen abwechselnd eines oder beide genutzt werden, sitzen auf separaten Achsen, die zunächst hergestellt werden müssen. Das Gleiche gilt für die Abtriebswelle mit dem vierten Zahnrad. Die Teile für die einzelnen Achsen und Wellen liegen auf der Trägerplatte immer nebeneinander. Lösen Sie immer nur die Teile für eine Achse oder Welle aus, damit Sie nichts verwechseln können.


Beginnen Sie mit der Achse für das Käfigrad. Dazu werden die drei folgenden Teile benötigt.


Leimen Sie die viereckige Achse in die kleine runde Scheibe mittig ein. Entfernen Sie alle Leimreste zwischen der Scheibe und der Achse sorgfältig.


Als Zweites wird die zweite Achse hergestellt. Dazu benötigen Sie folgende sechs Teile.


Leimen Sie das Zahnrad und die vier Scheiben auf die Mittelachse; das Zahnrad in der Mitte und die kleinsten Scheiben außen. Entfernen Sie alle Leimreste sorgfältig.


Als drittes fertigen Sie in der gleiche Art und Weise die Abtriebswelle an. Dazu benötigen Sie diese sechs Teile.


Bei der Abtriebswelle sind die äußeren Scheiben unterschiedlich groß. Beachten Sie unbedingt die Reihenfolge. Sind Sie sich dabei unsicher, dann orientieren Sie sich an der Anordnung der Einzelteile auf der Trägerplatte.


Lassen Sie alle Teile gut trocknen.

Zusammensetzen des Umkehrgetriebes

Mit den vorbereiteten Teilen können Sie nun das Getriebe zusammenbauen. An dieser Stelle kommt nun auch das Kerzenwachs zum Einsatz. Bewegliche Holzteile werden auf Dauer mit Kerzenwachs geschmiert. Das heißt, dass alle beweglichen Teile mit Kerzenwachs eingerieben werden, doch Vorsicht, nur die beweglichen Teile. Das Kerzenwachs darf nicht auf die Stellen, die noch verleimt werden sollen.


Beginnen Sie mit der Vervollständigung des kleinen, beweglichen Zahnradkäfigs. Wachsen Sie das Zahnrad und die Innenseiten der beiden Platten, wo die Zahnräder laufen, ein.


Setzen Sie nun die Zahnradachse und das Zahnrad in die vorbereitete Seitenplatte ein ...


... und leimen Sie die Gegenplatte darüber. Lassen Sie alles gut trocknen.


Damit der Zahnradkäfig sich leicht in dem Getriebegehäuse bewegen kann, gehen Sie bitte auf beiden Seiten des Käfigs mit Sandpapier drüber.


Setzen Sie die Getriebeplatten provisorisch zusammen und prüfen Sie den Sitz des Käfigs. Er sollte sich leicht zwischen den Gehäuseplatten verschieben lassen.


Sind Sie mit der Leichtgängigkeit zufrieden, dann reiben Sie auch den Käfig von beiden Seiten mit Wachs ein.
Nun können Sie den fertigen Käfig auf die Motorwelle aufsetzen. Dazu benötigen Sie eines der beiden größeren Zahnräder. Die beiden Zahnräder unterscheiden sich in der mittleren Aussparung. Die Motorwellen der beiden empfohlenen Motoren sind unterschiedlich. Suchen Sie sich das passende Zahnrad heraus.


Auch dieses Zahnrad muss in den Käfig eingepaßt und gewachst werden. Das Zahnrad soll im Käfig schwergängig laufen und darf auf keinen Fall klappern. Dieses Zahnrad soll durch Reibung beim Drehen des Motors den Käfig nach rechts oder links mit verschieben. Dazu muss es eine gewisse Schwergängigkeit aufweisen.


Setzen Sie das Zahnrad in den Käfig ein und stecken Sie alles zusammen auf die Motorwelle. An dieser Stelle können Sie einen ersten Funktionstest ausführen. Schließen Sie dazu den Motor an. Schalten Sie ihn mehrmals ein und wieder aus. Sie werden sehen, dass sich der Motor willkührlich mal nach rechts oder links dreht. Der Käfig sollte diese Bewegung mitmachen bis zu den jeweiligen Anschlägen. Das kleine Zahnrad im Käfig sollte sich immer mitdrehen.


Sind Sie mit dem ersten Funktionstest zufrieden, dann können Sie auch die beiden letzten Zahnräder wachsen und einsetzen.


Setzen Sie die zweite Gehäuseplatte zunächst ohne Leim auf und testen Sie das Getriebe erneut. Schalten Sie den Motor wieder mehrmals ein und aus. Wenn der Käfig zu einem Anschlag gewandert ist, dann sollte sich die mittlere Welle immer in die mit dem Pfeil angegebene Richtung drehen. Sind Sie mit dem Test zufrieden, dann können Sie das Getriebegehäuse verleimen.




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