Blog
- Details
- Geschreven door Beheerder Beheerder
- Gepubliceerd: 12 november 2019 12 november 2019
Wisselaandrijving met servo 2.0 - deel 1
Wat nu, alweer een ontwerp voor een wisselaandrijving met een servo? Dat kennen we nu wel. Ja, dat mag dan waar zijn, er is altijd ruimte voor een origineel idee. Wij zijn van mening dat dit een ontwerp is dat wat toe voegt aan het aanbod.
En die 2.0, dat slaat op het feit dat ons eerste idee toch niet was wat we er van hadden gehoopt. Voortschrijdend inzicht heet zo iets met een mooi woord. Waarmee we tevens ook aangeven dat we niet zomaar iets hebben bedacht.
Het uitgangspunt was een makkelijk (na) te bouwen aandrijving, zonder al te veel kosten. En dan ook nog liefst zo bedrijfszeker mogelijk, gemakkelijk te installeren en te configureren.
Uitgangspunten
1 - De huidige, onbevredigende situatie
Uiteindelijk ligt aan dit ontwerp, zo als bij zoveel ontwerpen, de onvrede met een bestaande situatie ten grondslag. In ons geval de gebruikte methode van montage op een stalen beugeltje met daarbij een opzetstuk, waar micro-schakelaars op gemonteerd kunnen worden. Deze micro-schakelaars zijn bedoeld om b.v. een puntstuk te polariseren
Deze kunnen middels schroefjes/moertjes op dat opzetstuk heen en weer verplaatst worden. De positie dient, met een hoop kunst en vliegwerk, zodanig bepaald te worden dat wanneer de arm van de servo de gewenste stand heeft bereikt het contact geschakeld wordt.
We gaan hier niet in op de herkomst, maar menig modelspoorder zal zich een dergelijke constructie kunnen schetsen. Op het internet zijn talloze varianten op dit ontwerp te vinden en we gaan er dan hier ook niet dieper op in.
Waar we wel dieper op ingaan, zijn de onbevredigende aspecten van een dergelijke constructie. Ten eerste is daar natuurlijk het gehannes met de schroefjes en de moertjes om de micro-schakelaars vast te zetten. Denk daarbij ook aan feit dat deze zich bij nagenoeg iedere modelbaan zich aan de onderkant van de baan bevinden. Vaak donker en moeilijk toegankelijk.
Ten tweede, iets wat wij bij onze baan ondervonden, is de goede werking van dit systeem omgekeerd evenredig met de dikte van de ondergrond. Niet alleen wat betreft het gedrag van de omlegging van de wisseltongen. Ook het betrouwbaar instellen van de positie van de micro-schakelaars laat het afweten.
Dit is te verklaren doordat, met het toenemen van de afstand van het draaipunt van de servo tot de wisseltongen, de stelhoek of slag die de servo maakt navenant kleiner wordt. Wat weer een gevolg is van het feit dat de slag van de wisseltongen beperkt is (in de praktijk ca. 3 mm voor H0). Het schetsje hiernaast vermag dit te verduidelijken.
En die kleine stelhoek maakt het nog eens extra lastig om de micro-schakelaars goed af te stellen. Want met het kleiner worden van de stelhoek worden de marges voor het betrouwbaar schakelen ook steeds minder. Al met al een reden om eens goed te kijken hoe dit verbeterd kan worden.
Het eerste ontwerp in 3D techniek
Het eerste ontwerp ging uit van één enkel montageblok, voorzien van zelf stellende, verende contacten in plaats van micro-schakelaars. Dat bleek uiteindelijk te hoog gegrepen, met name de verende contacten. Deze werden lastig en vooral duur om te laten maken, terwijl zelf maken eigenlijk, achteraf gezien, niet een optie was vanwege de bewerkelijkheid.
Ook het montageblok gaf tijdens productie de nodige problemen. Enerzijds omdat er door de redelijk complexe vorm gewerkt moet worden met een steunmateriaal bij het printen. Anderzijds omdat toch bleek dat de stevigheid te wensen over liet. Geconcludeerd werd dat het in deze vorm niet haalbaar was.
Het spreekwoord zegt vergeet het slechte en behoud het goede. Het goede is in dit geval de 3D techniek, de keuze om het montageblok in kunststof te printen. Deze techniek stelt ons wel in staat om complexe vormen redelijk eenvoudig te realiseren met een voldoende betrouwbaarheid. Alhoewel hierbij enige regels in acht genomen dienen te worden.
Zo is het van belang de laagopbouw zodanig te kiezen, dat de in het product optredende krachten zo goed mogelijk worden opgevangen. Verder moet er rekening gehouden worden met een zekere tolerantie en onzuiverheid. Houden we deze zaken in acht, dan hoeft met een beetje extra werk, een goed resultaat geen probleem te zijn.
Van versie 1.0 naar 2.0
Na al het voorgaande te hebben samengevat, werd besloten dat er de volgende zaken zouden veranderen in het nieuwe ontwerp.
- Printen van elementen uitsluitend in één vlak, zonder steunmateriaal.
- Gebruik maken van bestaande micro-schakelaars.
- Een methode bedenken om de micro-schakelaars eenvoudig in te stellen.
- Een methode bedenken om, als optie, de micro-schakelaars zelf stellend te maken.
- Een methode bedenken om de stelhoek zo groot mogelijk te maken.
Tot zover de perikelen rond het eerste ontwerp van de wisselaandrijving met servo. In het tweede deel gaan we vastgestelde veranderingen nader toelichten.
Gepubliceerd 11-11-2019
Gecorrigeerd 14-11-2019
