Stab trim wielen – fietsketting of distributieriem

Voor de aandrijving van de stab trim wielen wilde ik oorspronkelijk een soorgelijke constructie met fietskettingen gebruiken als in dit project omdat dit mooi past in de smalle ruimte tussen de panelen van het throttle quadrant.

Er is echter een probleem met de derailleur tandwieltjes die ik daar oorspronkelijk voor wilde gebruiken: ze passen niet op de 10mm assen (het gat in de kogellager heeft een diameter van slechts 9 mm)

Ik heb geprobeerd om zelf een ketting tandwiel met afgeschuinde tanden te maken met de CNC frees, gebaseerd op een ontwerp dat ik vond op thingiverse.

hex_nut_sprocket_preview_featured

Hier zit ook een script bij voor een interessant 3D CAD tool genaamd OpenSCAD.
OpenSCAD werkt een beetje anders dan de meeste 3D tools omdat het ontwerp met een script taal wordt geconstrueerd door basis objecten zoals o.a. cylinders en kubussen te combineren. Het resultaat kan worden bekeken in OpenSCAD en uitgeschreven worden naar diverse soorten files zoals STL voor 3D voorwerpen en DXF en SVG voor 2D voorwerpen.
Met wat experimenteren heb ik het script aangepast om de ringen aan de boven- en onderkant te verwijderen en twee extra 1/8 inch gaten toe te voegen om het tandwiel aan de as plaatjes te monteren.

sprocket_16_01
Visualisatie van het tandwiel in OpenSCAD

Het STL bestand uit OpenSCAD kan direct in Estlcam worden geopend om er G-code mee te genereren voor een 3D voorwerp.
Bij het bekijken van het freespatroon dat van de STL file was gegenereerd zag ik een probleem: mijn plan om het tandwiel met twee schroeven op de freestafel te bevestigen tijdens het frezen ging niet lukken omdat de schroeven in de weg zouden zitten voor het freespatroon.

sprocket_wheel_std_3d
Freespatronen in Estlcam

Ik heb nog wel wat zitten experimenteren met de ‘Free machining mode’ in Estlcam: daarmee moet het mogelijk zijn om met maskers te definieren waar de frees niet mag komen, maar ik kreeg het niet voor elkaar.
Ik realiseerde me ook dat zo’n symmetrisch voorwerp veel efficienter te frezen moet zijn door eerst opeenvolgende steeds diepere cirkels te frezen voor de schuine kant van de tanden en daarna de de tanden uit te frezen. Hiervoor wilde ik mijn standaard software flow gebruiken met Inkscape en Estlcam.

Om het ontwerp in Estlcam te krijgen vond ik een aardige instructie hoe je in OpenSCAD een 2D projectie maakt van een 3D voorwerp zodat het kan worden uitgeschreven naar een DXF bestand.
Natuurlijk was het ook mogelijk geweest om de 3D objecten in het script te vervangen door hun 2D tegenhanger, maar het was interessant om te experimenteren met projecties omdat die ook gebruikt kunnen worden om andere dwarsdoorsnedes te maken.

sprocket_16_top
2D projectie van het tandwiel ontwerp in OpenSCAD

Daarom heb ik in OpenSCAD nog een dwarsdoorsnede gemaakt van het tandwiel en daarna in Inkscape en Estlcam de opeenvolgende cirkels getekend. Ik zou me zelfs kunnen voorstellen dat hiervoor een standaard G-code commando kan worden gebruikt, omdat het lijkt op het frezen van een pocket, maar dat heb ik verder niet onderzocht).

sprocket_16_side
Dwarsdoorsnede in OpenSCAD

Met deze flow heb ik een ketting tandwiel met afgeschuinde tanden gefreesd, maar ik was toch niet tevreden met het resultaat.

sprocket_16_inkscape
2D ontwerp in Inkscape

 

sprocket_16_estlcam_rings
Steeds diepere cirkels in Estlcam

 

sprocket_16_estlcam_all

Tijd voor een compleet andere benadering.

Op internet was ik al eens een constructie tegengekomen met tandriemen in plaats van fietskettingen. Tandriemen zoals gebruikt worden in inkjet en 3D printers.
Maar de tandriem pulleys die ik tegenkwam waren samen met het tandwiel of het encoder wiel dat op dezelfde as moet komen te breed voor de ruimte tussen de panelen van het throttle quadrant.
Bij het zoeken op aliexpress.com viel me op dat een van de standaard asdiameters voor tandriem pulleys 10 mm is, wat perfect op mijn assen past.
De smalste pulleys voor 10mm as diameter die ik kon vinden zijn 16mm dik. Deze zijn voor 6mm brede tandriem, wat omgeveer overeen komt met een fietsketting.

pulley_36t
Na wat vogelen in mijn Inkscape ontwerp vond ik een oplossing om pulley plus tandwiel of encoder wiel toch samen tussen de platen van het throttle quadrant te laten passen. Naast het gedeelte van de pulley waar de tandriem overheen loopt zit nog een stuk van 6mm breed en 16 mm diameter waarin de schroeven zitten waarmee de pulley met twee schroeven op de as wordt bevestigd.
Door een gat van 16 mm diameter in het tandwiel en het encoder wiel te maken en deze over dat gedeelte van de pulley te plaatsen blijft de totale breedte toch slechts 16 mm.
Bijkomend voordeel is dat ik geen verbindingsplaatjes en sleuven in de as hoef te maken om het encoder wiel en tandwiel op de as te bevestigen omdat hiervoor nu de schroeven van de pulley gebruikt worden.

Pulleys en tandriemen zijn inmiddels binnen en ik ben nu bezig met een constructie om de tandriem gespannen te houden.
Ik heb deze kogellagers gebruikt voor de assen. In een eerdere, veel goedkopere zending van een andere leverancier bleken alle kogellagers scheef in de behuizing te zitten, dus ga hier niet voor een aanbieding die veel goedkoper is dan wat andere leveranciers aanbieden.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s