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Thema: Selbstbau passives Kugelrad

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Selbstbau passives Kugelrad

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    Hab mal ein wenig mit Kugelrädern experimentiert, die ich als passives Rad
    verwenden will. Meine ersten Versuche mit Stahlkugeln waren - trotz Federung - auf Parkett zu laut (Gewicht/Masse des Roboters ca 500g. Kugeldurchmesser ca 10mm). Ich hab dann versucht, Hartgummikugeln dieses Durchmessers zu bekommen, war aber bisher nicht sehr erfolgreich.

    Verwende jetzt die Kugel aus einer alten Maus (ca 20mm), dadurch wurden die Abmessungen leider etwas grösser. Die Kugel läuft auf einem Kugellagerring und wird seitlich durch das Gehäuse eines alten Elkos gestützt.

    Der Innendurchmeser des Elkos sollte nur ca 0,5mm grösser als der Kugeldurchmesser sein. Um die Kugel am herausfallen zu hindern, wird als Deckel eine
    Ringscheibe auf die Unterseite des Elkos geklebt( Achtungt: Die Kugel sollte dabei nicht festgeklebt werden. Der Innendurchmesser der Ringscheibe sollte
    nur wenig kleiner als der Kugeldurchmesser sein (bei meinem Prototyp noch nicht so optimal, man kommt an Staub etc. nicht mehr gut heran.)
    Ein Schraubdeckel wäre auch sinnvoll (für Inspektion, Reinigung) .

    Das Rad hat mit Gehäuse eine Höhe von 25mm bei 25mm Durchmesser.

    Anbei noch ein paar Fotos
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken cimg0437.jpg   cimg0436.jpg   cimg0435.jpg   cimg0434.jpg   cimg0432.jpg  


  2. #2
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Schön kontruiert, für praktische Anwendungen wird es je nach Ausführung ganz gut gehen.
    Mit einer solchen Konstruktion erreicht man nur nicht wirklich ein Abrollen wie in einem Kugellager.
    Leider kommt noch dazu dass die Lauffläche gleichzeitig Lagerfläche ist und damit Schmutz aufnimmt und ans Lager abgibt wie man es bei der Kugelmaus kennt,
    (tut mir Leid wenn es etwas hart klingt).
    Die klassichen Laufrollen sind in dieser Beziehung von Vorteil.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hallo Manf,
    stimmt, die Verschmutzung dürfte ein Problem sein. Daher ist ein z.B. aufschraubbarer Deckel zur Inspektion angebracht. Die Rolleigenschaften sind zwar besser als z.B. beim leichteren Asuro (mit feststehendem (gleitendem) Tischtennisball (Hälfte)), aber deutlich schlechter als bei kugelgelagerten Laufrollen: Kommt z.T. dadurch, dass sich die relativ kleinen Kugeln des Lagers bei Belastung in die Hartgummifläche drücken und die Kügelchen gegen diese Mulde anlaufen müssen, zum anderen aber müsste man eigentlich im Randbereich des Deckels ein ähnliches Kugellager anbringen, sodass die Mauskugel nur in/auf den beiden Kugellagern läuft.
    Im Gegegensatz zur klassischen Laufrolle ist die Lenkbarkeit der Rollkugel unproblematischer, da die Lauffläche nicht bei Richtungwechsel gedreht werden muss !
    Das von mir testweise aufgebaute Rollrad mit 10mm Stahlkugel hatte zwar deutlich bessere Laufeigenschaften bezüglich des Rollwiderstandes und der Verschmutzung, war aber in der Wohnung auf Parkett bzw. Fliesen zu laut.
    Auch ist die punktförmige Lastübertragung auf's Parkett nur bei sehr leichten Robotern vertertbar.

    PS: werde vermutlich - teils wegen der Verschmutzung, teils aus Mangel an passenden Kugellagern, teils auch aus Gewichtsgründen - zu klassischen Laufrollen zurückgehen.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Elu
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    Hallo
    PS: werde vermutlich - teils wegen der Verschmutzung, teils aus Mangel an passenden Kugellagern, teils auch aus Gewichtsgründen - zu klassischen Laufrollen zurückgehen.
    Das würde ich nicht. Ich habe in meine Roboter Kugelgleiter, die es bei OBI gibt. eingebaut. Die sind auch auf Parkett und Fliesen völlig lautlos.
    Die Gehäusehöhe (einschl. Kugel) beträgt 18 mm. Der Gehäusedurchmesser ebenfalls 18 mm. Wie die Kugel innen gelagert, ist weiß ich nicht. Die Kugel ist aus Stahl, das Gehäuse ist Messing. Die Kugel läuft spielen leicht. Das Gewicht des Gleiters beträgt 24 Gramm. Das Ding ist für schwere Sachen (Möbel) konzipiert.
    Elu
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  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich habe die gleiche Rolle wie Elu an meinem Roboter (er wiegt etwa 3kg). Bin damit recht zufrieden, sie laufen gut und sind zumindestens leiser als die Getriebemotoren... Ist sogar Markenware von Hettich, und unterstützt außerdem die heimische Wirtschaft (Hettich hat den Hauptsitz hier an meinem Wohnort)

    Der einzige Nachteil ist die Schraube, die nicht so recht in meine Konstruktion passte. Ich habe sie dann mit etwas Gewalt entfernt und die Rolle geklebt.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    hallo uwegw,
    Elo

    Danke für die Information,
    werde mir die Rollkugeln bei Obi besorgen und testen,
    hab aber noch Zweifel wegen des "Lärms", da ich die Getriebemotoren aus meinen Rob's aus Geräuschgründen verbannt habe.

  7. #7
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Zitat Zitat von Elu
    Wie die Kugel innen gelagert, ist weiß ich nicht.
    Wenn noch jemand eine gute Konstruktion kennt dann sollte er bitte darüber berichten.
    Es ist ja prinzipiell nicht einfach eine Kugel so zu lagern, dass sie in mehr als einer Richtung rollen kann.
    Manfred

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Elu
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    Hallo, da die Kugel im Kugelgleiter von Hettig "sauleicht" nach allen Seiten rollt, nehme ich an, dass die Kugel auf einem kleinen Kugel-Axiallager läuft, wie es im Thread von mausi_mick auf Fotos dargestellt ist. Ich habe leider keinen Gleiter mehr zum "Schlachten" da. Wäre auch neugierig.
    Außer der von mir geposteten Ausführung (Tragkraft 12 kg nach Werksangabe) gibt es bei Hettich noch eine Ausführung mit Kugeldurchmesser 30 mm und Bauhöhe 30 mm und einer Tragkraft von 17 kg.
    Elu

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Wenn man die Schraube entfernt hat, sieht man die Lagerung:

    Wie erwartet: ein Lagerkranz aus kleinen Kugeln.

  10. #10
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Vielen Dank für das Bild, so hatte ich es auch einmal in einer Zeichnung gesehen.
    Die Kugeln rollen dann nicht wie in einem üblichen Kugllager ab sondern sie gleiten auf der Großen Kugel und/oder in der Schale.

    Es mag ja gut geschmiert sein, aber irgendwie finde ich es unbefriedigend wenn das Gleitmittel nach außen und der Staub nach innen kommt.

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