Das 1.Modell, Antriebstechnik Kunterbunt

Das 1.Experiment auf dem fertigen Holzkasten war erfolgreich. Vier Übersetzungen (a-d) sorgen dafür, daß das obere Rad (3) so langsam dreht, das man es mit bloßem Auge nicht mehr erkennen kann.

Rad (1) dreht mit der Geschwindigkeit des Motors. Dann kommt eine 1:40 Übersetzung von der Schnecke zum 40er-Zahnrad (a) und eine 12:20 Übersetzung von zwei Zahnrädern über Eck (b). Somit dreht Rad (2) 66,66x langsamer als Rad (1). Dann kommt wieder eine Übersetzung Schnecke/Zahnrad 1:24 (c) in einem bereits vorgefertigtem Lego-Modul und zu guter Letzt noch eine Schnecke/Zahnrad-Übersetzung 1:40 (d). Rad (3) ist demnach 960x langsamer als Rad (2) bzw. 64.000x langsamer als Rad (1).

Schräger 45° Grad Baustein

Etwas was mich beim Aufbau ein bischen gestört hat war, das man manchmal Bausteine benötigt, die vertikal anstatt waagerecht sind oder eben 45° Grad schräg.

In diesem Fall habe ich vorsichtig über einer Kerze einen grauen 1/3 Baustein (10x2 Noppen) in der Mitte so warm gemacht, das man ihn gut verbiegen konnte. Dann noch etwas nachfeilen bis er wieder perfekt sitzt.
Ich vermute mal das es sich nicht lohnt solche Bausteine in Masse herzustellen, weil wohl die Nachfrage zu gering ist.

Lego-Alien trinkt ein Bier nach erfolgreichem Aufbau

Die Batterie-Spannungsmessung hat ergeben, das die Spannung von 9,65V auf 9,05V absackt, wenn der Motor läuft und dabei 200mA verbraucht.
(Im Leerlauf 110mA)

Das bedeutet, das die gewählten Batterien nicht für hohe Ströme geeignet sind. Doch für solch einfache Versuchsaufbauten, wo nur ein Motor läuft, ist es schon okay.

Jetzt wo alles erfolgreich aufgebaut und getestet wurde, erst einmal in Ruhe ein Bier trinken.

Kondensatorbefestigung zur Millisekunden-Überbrückung

Unterbrechungsfreie Stromversorgung

Die Ansprech- bzw. Rückfallzeit des Relais liegt zwar nur bei wenige Millisekunden, doch während dieser Zeit ist die Stromversorgung unterbrochen. Um die Zeit zu überbrücken, wenn gewünscht, habe ich eine Lüsterklemme angeschraubt die parallel zur Ausgangsspannung liegt und in der man bei Bedarf einen Kondensator befestigen könnte.
Ein Test mit Motor hat allerdings ergeben, das die Unterbrechung beim Umschalten nicht auffällt.

9V-Ausgang und Strommessungs-Ausgang

Der Ausgang ist so geschaltet, das man einmal die 9V abgreifen kann (links+mitte) und einmal den Spannungsabfall am Shunt (mitte+rechts). Beim 10mΩ Shunt fallen 10mV pro Ampere ab.

Beim ersten Test kam allerdings heraus, das ohne Last die sechs Batterien eine Gesamtspannung von 9,78V haben und das Schaltnetzteil eine Spannung von 9,12V. Beim Hin- und Herschalten zwischen Batterien und Netzteil tritt also eine Differenz von 0,66V auf. Ist halt so.

Mit Last ist die Differenz geringer weil die Batteriespannung stärker absackt, als die Netzteil-Spannung.

Nun wo alles fertiggebaut ist, können die Lego-Experimente beginnen.

Steuer-Platine für die Stromversorgung

Die Elektrik

Auf dieser kleinen Platine ist die gesamte Steuerung aufgelötet.

Das Finder-Relais ist auswechselbar. Gemäß Datenblatt liegt die elektrische Lebensdauer bei 100.000 Schaltspiele und die mechanische Lebensdauer bei mindestens 10.000.000 Schaltspiele. Somit wird das Relais voraussichtlich niemals ausgewechselt.

Die Platine wiegt mit ihren Bauteilen und Kabeln insgesamt 53g.

Großansicht der 9x4 cm Platine

Die Schaltung ist so, das nie eine Verbindung zwischen dem Netzteil und den Batterien entstehen kann. Selbst dann nicht, wenn irgendein Teil kaputtgehen sollte.

Per Steckverbindung (1) wird die 230V-Netzspannung angeschlossen und bei (2) kann man die 230V fürs Netzteil entnehmen. Am 9V-Clip (3) kommt der Batteriekasten und bei (4) kommen die 9V vom Netzteil ran. Bei (5) kann man den Spannungsabfall vom 10mΩ Shunt abgreifen und bei (6) ist der 9V-Ausgang für den Verbraucher.

9V/3A-Schaltnetzteil und 6 Baby-Batterien

Die Stromversorgung

Im Kasten wird ein Schaltnetzteil verbaut (auf 9V eingestellt) und eine Batteriehalterung für 6xBaby-Größe.

Jetzt geht es nur noch darum, all die in der letzten Zeit erworbenen Teile zusammenzubauen. Somit heute noch in den Baumarkt und ein paar Schrauben besorgen.

Lego-Versuchsaufbau 'Kranspule'

Versuchsaufbau

Inzwischen sind die bestellten Teile von ebay angekommen. Um spezielle Bauteile so wie weitere Technicteile zu bekommen habe ich mir noch Lego 7929 (Star Wars The Battle of Naboo) und Lego 8067 (mobiler Mini-Kran) zugelegt und eine zweite Grundplatte (620, blau).

Ein Problem mit Lego ist, finde ich, das es viele kleine Bauteile gibt, mit denen ich noch nicht so richtig etwas anfangen kann. Also erst einmal drauflos bauen.

Vom Lego-Motor bis hin zur Kranspule

In diesem Versuch habe ich getestet, inwiefern Zahnräder, Getriebe-schnecke und Kardanwellen zusammenpassen.

Zum Glück gibt es auch Legobausteine die nur 1/3 an Bauhöhe haben, so das man leichte Höhenunterschiede gut ausgleichen kann. Bei diesem Versuch wird die Umdrehungsgeschwindigkeit immer langsamer.

Logisch: Je langsamer die übersetzte Geschwindigkeit um so kräftiger die Kranspule.

Lego-Zahnräder, Getriebeschnecke und Kardanwelle

Damit Zahnrad oder Schnecke auf der Welle nicht verrutschen, gibt es die sogenannten 'Stopper'.

Das große weise Zahnrad verfügt innerlich über eine Rutsch-Kupplung. Das hat den Vorteil, das bei einer zu groß wirkenden Kraft nicht die Welle oder die Zahnräder kaputtgehen, sondern das Zahnrad innerlich 'rutscht'. Tolle Idee.

Mit der Kardanwelle kann man gut gewissermaßen starre Wellen um Ecken legen.