2.07 – O-Ring als Antriebsriemen

O-Ringe, eigentlich als Dichtungsringe gedacht, lassen sich hervorragend als Antriebsriemen umbauen.

Auf dem Markt (im Internet) finden sich O-Ringe geschlossen in diversen
Durchmessern und auch als Meterware.

O-Ringe,ø 1mm als Meterware.

Die Enden werden mit einem Sekundenkleber, der für Gummi geeignet ist, zusammengeklebt.

Die Enden des O-Rings müssen zuvor sauber und gerade mit einem scharfen Messer zugeschnitten werden.

2.06 – Antriebsräder

Antriebsräder in verschiedenen Formen

Antriebsräder können aus Abfallteile sehr gut hergestellt werden, dafür eignen sich Plastik- und Metalldeckel in verschiedenen Grössen.

Für das Projekt habe ich allerdings eigene Antriebsräder erstellt, die erst
gezeichnet und anschliessend mit einem Laser aus Modellkarton 2mm geschnitten wurden.

2.05 - Zahnräder aus Karton und Stahlstifte

 Zahnräder ohne Lötverbindungen

Hier habe ich eine weitere Möglichkeit entwickelt, um Zahnräder herzustellen die nicht gelötet werden müssen.

Zahnräder hergestellt aus Modellkarton und Stahlstifte, gezeichnet in Illustrator.

Diese Kartonteile wurde mittels Laser geschnitten.

Aus Karton lassen sich aber auch eckige Teile von Hand gut schneiden.

2.04 – Zahnräder aus Draht – 2. Versuch

 Zahnräder aus Draht

Nach genauem Studium einiger Maschinen aus der Anfangszeit von Tinguely liegt nun eine Lösung auf dem Tisch.

Die Lösung der Zahnräder liegt in ihrer Einfachheit.
Jean Tinguely.

Die Zahnräder aus Draht wirken filigran und leicht.
Jean Tinguely – The Stedelijk Museum Amsterdam.

Die praktische Umsetzung

Nach einigen Anläufen und Versuche ist das erste Zahnrad aus dünnem Draht fertigt.

Als erstes müssen die genaue Grösse, die Anzahl der Zähne und die
Abstände dazwischen festgelegt werden.
Dazu eignet sich eine zuvor angefertigte Zeichnung, z.B. mittels Illustrator.

Gemäss der Zeichnung und den Berechnungen (siehe Berechnung der Zahnräder)
werden die einzelnen Drahtteile festgelegt.

Bei 18 Zähnen braucht es insgesamt 9 Doppelzähne.

Für die Herstellung der Doppelzähne eignet sich ein Schraubstock mit eingespanntem
Stahlstift an dem die genaue Breite markiert ist.

Damit lassen sich schnell und genau die Doppelzähne erstellen.

Der fertige Doppelzahn.

Acht Doppelzähne werden in den Draht gefädelt während der Neunte direkt
am Drahtreifen erstellt wird, um diesen bei der Überlappung zu befestigen.

Die Doppelzähne werden gleichmässig um den Reifen gelegt.

Nun müssen die Drähte befestigt werden, am einfachsten durch Löten.
Es braucht eine feuerfeste Unterlage, Lötzinn, Lötwasser und einen Lötkolben. 

Die Drähte sind für das Zusammenlöten bereit gelegt.

Etwas Lötwasser auf die Lötstellen auftragen, damit sich der Lötzinn mit
dem Draht leichter verbindet.

Mit dem Lötkolben werden die Doppelzähne auf den Draht gelötet.

Nun braucht es noch eine Achse an der die Mittelachse gelötet wird.

Das fertige Zahnrad.

2.03 – Zahnräder aus Draht – 1. Versuch

 Erste Versuche

Wie könnte man so ein Projekt ohne jegliche Hintergrunderfahrung in der mechanischen Kunst angehen?

Lösungen durch Erfahrungen erarbeiten in der sich Miss- und Erfolge abwechseln. Deshalb ist es wichtig neben möglichen Lösungen auch die umgesetzten Ideen aufzuzeigen die nicht funktionieren.

Ein Möglichkeit des Antriebs einzelner Objekts ist neben dem Antriebsriemen sicherlich das Zahnrad. Bei der Umsetzung habe ich auf die heutige Möglichkeit des 3D-Drucks bewusst verzichtet, da die Lernenden im Normalfall keinen Zugang zu dieser Technik haben.

Eine erste Idee

Die Zeichnung, in Illustrator erstellt, dient als Schablone für die Nägel.

Holzplatte 6 mm Dicke.

Zeichnung ausgedruckt und auf die Holzplatte geklebt.

Die Stifte werden mit dünnem Eisendraht verbunden.

Entsprechend des Zahnrads wurden Nägel eingeschlagen und mit einem
Seitenschneider den Kopf abgezwackt. Danach wurde der Draht eingefügt.

Der Aufwand ist sehr gross und der Ertrag unbrauchbar. 

Nach dem entfernen der Nägel ist das Drahtgeflecht nicht mehr
stabil und deshalb unbrauchbar.

Auch der nächste Versuch misslingt.

Der Versuch das Drahtgeflecht zu reduzieren und die Verbindungen zu kleben
überzeugt auch nicht wirklich.

2.02 – Der Motor, das Getriebe

 Das Getriebe

Der Motor wird mit einem verstellbaren Getriebe geliefert. Ja nach Anzahl und Anordnung der Zahnräder dreht sich die Antriebsachse langsamer oder schneller.

Bei dieser Anordnung der Zahnräder dreht sich die Antriebsachse langsamer.

Bei dieser Anordnung der Zahnräder dreht sich die Antriebsachse schneller.

2.01 – Zahnräder – Grundlagen

 Berechnungen

Damit die verschieden grossen Zahnräder problemlos ineinandergreifen sollten die Menge der Zähne und deren Zahnabstände vorgängig berechnet werden.

Eine Zeichnung von drei Zahnrädern, die perfekt ineinandergreifen.
Natürlich wird in unserem Projekt auf die Fertigung solcher Zahnräder verzichtet, da zu aufwendig und in der Schule nicht machbar (ausser vielleicht aus Holz gefertigt). Trotzdem offenbaren diese Zahnräder ein wichtiges Detail. Obwohl die drei Zahnräder unterschiedliche Durchmesser aufweisen, besitzen die einzelnen Zähne stets gleiche Dimension, nur die Anzahl der Zähne variiert.  Zahnräder Grundwissen.

Festlegen der Zahngrösse

Wie oben beschrieben sollte die Zahnbreite bei allen ineinandergreifenden Zahnräder stets die selbe Breite aufweisen. Bei Zahnräder aus Draht ist dies anstelle der Breite, der Zahnabstand, zudem sollten die Anzahl der Zähne durch zwei geteilt werden können, da hier Doppelzähne gefertigt werden (Siehe 2.04 – Zahnräder aus Draht – 2. Versuch).

1. Festlegen der Zahnradgrösse eines mittleren Zahnrads > ø (Durchmesser).

2. Umfang des Zahnrads berechnen (Kreis).

3. Zahnbreite oder Zahnabstand festlegen, diese sollten nicht allzu gross ausfallen.

4. Umfang durch Zahnbreite oder Zahnabstände teilen.

5. Das Resultat, z.B. 11.6 auf 10 oder 12 runden (eine gerade Zahl)

6. Die neue Anzahl der Zähne mit der vorher festgelegen Zahnbreite oder dem Zahnabstand multiplizieren, daraus resultiert der genaue Umfang des Zahnrads.

7. Für die Berechnung weiterer Zahnräder, die entweder grösser oder kleiner sein sollen, wird stets der oben festgelegte Zahnabstand berechnet. Nur die Anzahl der Zähne ändert sich, natürlich durch zwei und im Umfang angepasst.