Montierungsbau: Zahnradwahl / Untersetzung

Hallo Igor,

Du hast da meiner Meinung nach einen Rechenfehler mit Faktor 10 drin: 90Zähne Stahl auf 10 Zähne Messing macht 9:1, nicht 90:1. Im Allgemeinen bist Du ab einer Gesamtuntersetzung von 2000 bis 4000 gut dabei, wenn Du mit guten Motoren im Mikroschrittbetrieb arbeitetst. Mehr Info gibt es auf der Seite von Michael Koch: http://www.astro-electronic.de/

Clear skies

Tassilo

Hallo Igor,
die 1:10 Übersetzung am Ende der Getriebekette mittels
Zahnräder ist visuell sicher einsetzbar - fotografisch
hätte ich Bedenken, da kurze Beschleunigungen (+/-) aufgrund
der nie perfekten Zahnflanken zu erwarten sind.
(PEC kann nur "lange" Perioden hinreichend ausgleichen)
Beste Grüße,
Joachim

Hallo Montierungsbauer,

hat jetzt nichts direkt mit der Frage zu tun, eher mit dem Korinthenkacker-Modus...[;)] :

Im allgemeinen spricht man nicht von einer "Untersetzung", wenn man das Zahlenverhältnis eines Getriebes meint. Hier wird nichts untersetzt. Sondern ähnlich wie in einer Sprache wird etwas übersetzt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit einer Welle etwa. Die kann sich z.B. 1000mal in der Minute drehen, über ein Getriebe wird diese Umdrehungsgeschwindigkeit in eine andere übersetzt. Beispielsweise in eine mit 3000 U/min oder nur 300. Im ersteren Fall dreht sie sich schneller, im zweiten langsamer; aber immer wird die Ausgangsgeschwindigkeit in eine andere übersetzt. Egal, ob die jeweilige Abgangswelle sich nun schneller oder langsamer als die Ausgangswelle dreht.

im ersten Beispiel wird die Geschwindigkeit im Verhältnis 3:1 übersetzt, im zweiten übersetzt im Verhältnis 1:3,33333...

In einer Sprache wird auch nicht untersetzt...

sorry für den Korintherkacker-Modus...[;)]

Hallo Igor,
hatte den Harmonic Drive nicht als Direktantrieb der RA-Achse
gesehen (1:160 habe ich überlesen)
Nehme alles zurück.
Beste Grüße, Joachim

Hallo Igor,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: universe</i>
Diesmal wird es aber keine Schnecke geben, sondern ein Harmonic Drive mit 1:160<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Schau dir mal im Getriebe-Datenblatt den maximalen Winkel-Übertragungsfehler an und überdenke die Sache noch mal.

Gruß
Michael

Hallo Igor,

weil ich das Posting von Michael gerade lese....

Schau Dir den Link mal an, bevor Du da investierst:

http://www.sternenfreund.de/Zu…ontierung/montierung.html

Gruß und cs,

René

Hallo Igor,

vielleicht noch ein anderer Aspekt:

Du arbeitest bislang mit einer Astro-5, billigster Schrott und meine erste Montierung:

http://mamu.de/rene/ohost/historie/historie.htm

Jetzt möchtest Du eine Verbesserung in Richtung EQ-6-Klasse (700-1000 EUR) wagen. Dazu sollen nun HarmonicDrive-Getriebe zum Einsatz kommen.

Die Preisliste von HarmonicDrive kennst Du? Ich habe dort eine Kundennummer, denn nicht jeder kann einfach mal schnell bestellen.

Für HDUF-Getriebe (also wahrscheinlich schlechter als die HFUS) zahle ich in der BL3-Ausführung schon mindestens 450 EUR pro Stück.

Ich gehe mal davon aus, dass Dein Getriebe wohl weit jenseits der 500er Marke liegen dürfte und dann noch zwei Stück (RA/DEC), dann hast Du noch keine Schraube gedreht und keine Garantie, dass sich der Übertragungsfehler überhaupt auflösen wird...

Kann gut sein, dass am Ende 200 Arbeitsstunden und zwei teure Getriebe in den Sand wandern, aber wer nicht wagt, der nicht gewinnt.

Gruß und cs,

René

PS: HarmonicDrive war mal hier bei mir und hat berechnet, dass die Getriebe eigentlich nicht für den astronomischen Antrieb geeignet sind, außer in der Version BL3 (Lost-Motion-Wert Faktor 10x besser).

Hallo Igor,

dann ist es ja gut!

Hier noch ein Link zu meiner alten Seite:

http://www.mamu.de/rene/texte/alt-5.htm

Gruß und cs,

René

Na ja, Du hast die Getriebe doch billig bekommen und ob sich ein schlechterer Lost-Motion-Wert überhaupt bei Dir auswirkt, muss sich zeigen. Außerdem sind anfangs auch die schlechteren BLS-Getriebe relativ gut gelaufen, später dann nicht mehr, da habe ich dann mit aufwendigen mechanischen Messreihen den Übertragungsfehler sichtbar gemacht und den Mitarbeiter von HarmonicDrive bestellt. Der hat mir dann die bis dahin unbekannte Ausführung BL3 empfohlen, so hat sich mein Problem erledigt.

Gruß und cs,

René

Hi Igor,

ich würde mir wegen dem Lost-Motion-Wert erst mal nicht soviel Gedanken machen. Das ist ja nichts anderes als eine Art Umkehrspiel bei wechselnder Last- wobei es kein Spiel in dem Sinn ist, sondern es ergibt sich eine Hysteresekurve bei wechselnder Last.

http://www.mikrogetriebe.de/de…uigkeits_definitionen.htm

Dürfte vom Verhalten her immer noch besser sein als das echte Umkehrspiel bei Zahn-Schneckenantrieb. Denn das ist ja ein echter Freilauf.

Gruß
Stefan

Hi,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: stefan-h</i>
ich würde mir wegen dem Lost-Motion-Wert erst mal nicht soviel Gedanken machen. Das ist ja nichts anderes als eine Art Umkehrspiel bei wechselnder Last- wobei es kein Spiel in dem Sinn ist, sondern es ergibt sich eine Hysteresekurve bei wechselnder Last.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Über die Lost Motion würde ich mir auch keine Gedanken machen. Sie ist relativ unwichtig, solange die Drehrichtung gleich bleibt. Wichtig ist der Winkelübertragungsfehler (Transmission Accuracy).

Gruß
Michael

Hallo Michael, Stefan und Igor,

der eigentliche Fehler ist nicht der zu große "Lost-Motion-Wert", sondern die sich aus diesem Wert herleitende Größe des Übertragungsfehlers, bedeutet:

Alle von mir getesteten Getriebe von HarmonicDrive (Michael weiß, ich habe einige Messungen gemacht und genügend Getriebe vom Typ HDUF hier liegen gehabt) haben einen Übertragungsfehler, welcher sich je nach Übersetzung und Belastung auf die Nachführung auswirkt, es ist kein gleichmäßig wiederkehrender Fehler, sondern jede Pause oder jede Bewegung ist anders. Man kann kein PEC oder vgl. aufnehmen.

Ich habe im Ergebnis nun festgestellt, das alle BL3 Typen mit dem besseren Lost-Motion-Wert auch den kleineren Übertragungsfehler hatten, also keinen feststellbaren Pendel während der Nachführung mehr aufwiesen.

Wie das jetzt bei dem Getriebe von Igor ist oder sein wird, ist völlig neutral zu behandeln und ggf. neu zu untersuchen.

Ich hoffe, das Thema ist nun ausreichend geklärt.

Gruß und cs,

René

PS: Ich hoffe, dass Stefan meine Aussage auch einmal akzeptiert und meine Erfahrungswerte zum Thema HarmonicDrive einfach nur zur Kenntnis nimmt.

Hallo Igor,

natürlich ist die Sache nicht so einfach. Es wurde bei mir damals auch erst kompliziert und ärgerlich, als ich den Fehler überhaupt bemerkte, ist ja keinem anderen User bislang aufgefallen.

Vielleicht tritt der Effekt bei Dir gar nicht erst auf, da die Konstruktion nicht identisch ist.

Also, mache Dir keinen Kopf, nur wenn es so ist, dann sei nicht überrascht.

Gruß und cs,

René

Hallo zusammen:

Die Verwendung von Harmonic-Drive ist grundsätzlich eine sehr gute Idee. Die sind allemal besser als irgendwelche Schneckenantriebe o.ä.
Ich würde aber davon absehen, die guten Eigenschaften eines Harminic-Drive mit irgendwelchen Modul-Zahnrädern zu verderben.

Ich betreibe mittlerweile 6 Harmonic-Drive direkt mit Schrittmotoren im Mikroschrittbetrieb (und das Beruflich und nicht nur zum Basteln).
Bei den Getrieben der Baugröße 25 sollten die Schrittmotoren aber mindestens 4Nm als Drehmoment haben. Bei meinem neusten Projekt verwende ich Schrittmotoren mit 125.000 Mikroschritten pro Umdrehung und Getriebe mit 1:260, das macht zusammen 32.500.000 Mikroschritte pro Umdrehung der Abriebswelle.

Wenn du Schrittmotorendstufen mit 256 Mikroschritten/Vollschritt verwenden würdest und Schrittmotoren mit 200 Schritten plus den Getrieben mit 1:160 ergeben sich rechnerisch 8.192.000 Mikroschritte pro Umdrehung. Das macht ca. 95Mikroschritte pro Sekunde!!
Das sollte für jede Astro-Nachführung reichen.

Bei einem Einsatz zur Teleskopnachführung laufen die Getriebe doch eher im Leerlauf (die Baugröße HFUC32-160 hat z.B. ein Nenndrehmoment von 137Nm).

Soviel zur Theorie. Leider liegt das Problem an einer ganz anderen Stelle: Schrittotoren haben üblicherweise eine Genauigkeit von 5%, d.h. man benötigt zwar bei einem Schrittmotor mit 200 Vollschritten genau 200 Takte für eine Umdrehung. Macht bei den üblichen Schrittmotoren 1,8° pro Vollschritt. Diese haben aber eine Toleranz von 5%. Wenn es also ungünstig läuft, sind 1,85° oder 1,75° genauso möglich [:(!]

Hinzu kommt leider das Funktionsprinzip der Schrittmotoren: Üblicherweise hat man am Stator die Elektromagneten und auf dem Rotor die Permanentmagneten befestigt, d.h. die Kraftkopplung erfolgt rein magnetisch. Wenn dann der Motor zu klein Dimensioniert ist, kann es sogar passieren, dass man zwar die Endstufen ansteuert, die Motorwelle aber einfach stehenbleibt (dann ruckelt es einfach, selbst bei den Motoren mit über 4Nm ist (bei ausreichender Auslegung der Mechanikteile) bei mir noch nie was kaputt gegangen. Diesen Fehler merkt man sofort.

Viel schlimmer ist aber eine andere Auswirkung: der Motor hat die besagten 5% Genauigkeit und ist zudem etwas zu schwach ausgelegt.

Dann Tritt bei jedem angebauten Getriebe ein mehr oder weniger grosser Schleppfehler durch das Magnetfeld auf. Und da auch die Harmonic-Drive auf endlich genauen Maschienen gefertigt sind (und somit immer ein etwas anderes Reibmoment auftritt) ergibt sich automatisch ein ungenauer lauf.

Sind die Getriebe mit Fett gefüllt, ist dies im Winter erheblich zähflüssiger als im Sommer. Somit hat man dort schon automatisch einen anderen Wiederstand zu überwinden. Wenn man dann noch eventuell gebrauchte Getriebe verwendet, ist der Zustand völlig unbekannt.

Soviel zu den "Spielfreien" Getrieben.

Wie gesat, ich setze die Dinger trotzdem beruflich ein, die Dinger sind einfach Toll (und etwas besseres habe ich für meine Anwendungen bisher nicht gefunden).

Wie andere auch schon geschrieben haben: die Getriebe sind im prinzip Spielfrei, wenn man sie aber stark belastet, stellt sich automatisch eine Verformung der Flexspin im Getriebe ein. Fällt die Belastung weg, geht das Getriebe wieder in die "Ausgangsposition" zurück.

Im Maschienenbau setzt man die Mikroschritte der Schrittmotoren auch nicht ein, um mit jedem Mikroschritt genau eine Position anzufahren, sondern damit die Motoren wesentlich ruhiger laufen.

Sollen zwischenpositionen angefahren werden, kommt man um einen Regelkreis mit Encoder nicht herum.

Im Astrobereich kann man Harmonic-Drive und Schrittmotoren sehr gut einsetzen (am besten direkt gekoppelt und mit möglichst vielen Mikroschritten).
Dazu aber entweder auf der Abtriebswelle einen hochauflösenden Encoder (unbezahlbar [:(!]) oder einfacher die (genügend starken) Schrittmotoren über einen Tracker steuern.

Von der Auflösung her ist der Einsatz eines zusätzlichen Getriebes mit "billigen" Zahnrädern meiner Meinung nach völlig überflüssig und störend. (Siehe Berechnung oben)

Und zum Polsucher: es gibt keinen Grund, den Polsucher in die Welle vom Harmonic-Drive zu setzen (nur weil das alle machen).
Der Polsucher muss nur parallel zur Drehachse montiert sein.

Wenn man den Himmelspool mit dem Polarstern fotografieren will befindet sich das Teleskop ja auch nicht auf der Drehachse [;)]

Vielleicht helfen ja die genannten Überlegungen, manches "realitätsnäher" zu betrachten.

Und man sollte auf unbedingt aun die Unvollkommenheit der Schrittmotoren und die unpräzisen Mikroschritte denken!

Nachtrag zu dem Link vom Sternenfreund.de:

Die Grundkonstruktion mit den Roboterteilen gefällt mir.

Jedoch würde ich einen Schrittmotor nicht dirkt an die Harmonic-Drive koppeln sondern nur mit flexiblen Balgenkupplungen (ich kann auf den Bildern leider nicht erkennen, ob dort Kupplungen verbaut sind oder nicht).

Die SECM mit den Planetengetrieben sind alles alles andere als Spielfrei (zumindest bei den hier gewünschten Genauigkeiten).

Mit den <u>2-Stufigen</u> 1:40 Planetengetieben erreicht man zwar eine Erhöhung des Drehmomentes (die Infos, die ich im Netz gefunden habe: die Schrittmotoren haben 0,33Nm an der FS2)

Aufgrund der doch eher mickrigen Schrittmotoren (diese dürften ohne ein Getriebe vermutlich die Harmonic-Dive kein bisschen bewegen) sind dort vermutlich die Planetengetriebe verbaut.

Wenn ich mir anschaue, was die Dinger kosten, würde ich doch lieber zu grösseren (stärkeren) Motoren greifen und max. 1-Stufige Planetengetriebe davorsetzen.

Ich bastle gerade an meiner Nachführung (4,1Nm Schrittmotor mit 256 Mikroschritten und 1:160 Harmonic-Drive, macht 8.192.000 Mikroschritte pro Umdrehung OHNE zusätzliche Getriebeelemente!)

Aufgrund der Schrittmotorfehler ist eine aktive Nachführung leider Pflicht (ohne wäre es natürlich einfacher und billiger)

Ich habe auch einige recht spielarme Planetengetriebe: diese laufen nur deswegen fast Spielfrei, weil sie sehr auf Klemmung laufen (kein Vergleich zu Harmonic-Drive). Und mit Schrittmotoren unter 1Nm ist damir kein Blumentopf zu gewinnen.

Ich könnte mir gut vorstellen, das ein nicht unerheblicher Teil der schlechten Fehlerkurve durch die Schrittmotoren und den 2-Stufigen Planetengetrieben verursacht wird und eher ein geringerer Teil von den Harmonic-Drive.

Die Unterwetzung hat übrigens nicht mit der Genauigkeit zu tun. Es gibt auch Harmonic-Drive mit 1:50 und einer hohen Präzision.

Die Periodizität in der Fehlerkurve würde ich daher bei den SECM-4 (Schrittmotoren plus Planetengetrieben) vermuten.

Wenn man nachschaut, wie schnell sich die Schrittmotoren drehen und wie die einzelnen Getriebestufen der Planetengetriebe untersetzt sind, kann man leicht nachrechnen, od der Fehler aus dieser Ecke kommt (4-Sek-Periode).