Inhaltszusammenfassung für Thingiverse SP1
- Seite 1 3D gedruckte Pendeluhr SP1 Bauanleitung Konstruktionshinweise für eine gedruckte 3D-Pendeluhr mit einer Laufzeit von 8 Tagen Steve Peterson 30-Mar-2019...
- Seite 2 Anmerkung für Leute aus der Deutschen 3D Comunity Da viele der zusätzlichen Metallteile in Zoll ausgeführt sind, habe ich sie in Millimeter umgerechnet und ein Eqivalent für Europäische Masse gesucht. Die Lagerbuchsen und Achsen bekommt man bei der Firma Conrad. Sie sind mit den entsprechenden links unter „zu kaufendes Material zöllig oder metrisch“...
- Seite 3 Der nächste Schritt war die Konstruktion des gesamten Räderwerks. Die meisten Pendeluhren haben den gleichen Grundaufbau mit leichten Unterschieden in den Getriebeübersetzungen. Die Hauptanforderung ist, dass sich der Minutenzeiger einmal pro Stunde und der Stundenzeiger einmal pro 12 Stunden drehen soll. Der Rest der Konstruktion verwendet einfache Mathematik zur Berechnung der Drehgeschwindigkeit der verschiedenen Zahnräder.
- Seite 4 Der Uhrenrahmen ist eine zweiteilige Schale mit vorderen und hinteren Segmenten. Eine großartige Sache an 3D-Druckern ist, dass sie viele Details in jedes Teil integrieren können. Alle Positionen der Achsen und Stützsäulen sind vollständig integriert. Das untenstehende Diagramm zeigt ein Lehrmodell der Getriebepositionen relativ zum Rahmen. Es wurde als Ausgangspunkt für die Bestimmung der Zahnraddicken und -abstände verwendet.
- Seite 5 Figure 1: Clock gear train Der hintere Rahmen verwendet einen metallenen Schlüssellochaufhänger, um die Uhr an die Wand zu hängen. Abstandhalter drücken die Uhr von der Wand weg, damit das Pendel frei bleibt. Die Oberseite des Rahmens ist mit einer robusten Stützstange versehen, um ein Durchhängen des Rahmens durch die schwere Schale zu verhindern.
- Seite 6 Figure 2: Clock side profile Drucken der Teile Die Gesamtdruckzeit für alle Komponenten beträgt fast 90 Stunden und etwa 3/4 einer Spule Filament. Die Gewichtsschale selbst dauert etwa 17 Stunden und jede Hälfte des Rahmens etwa 12 Stunden. Jedes Zahnrad dauert etwa eine Stunde. Die Gesamtzeit vom Konzept bis zur tickenden Uhr betrug etwa 6 Monate und eine Kiste voller experimenteller Teile.
- Seite 7 Ein weiterer beliebter Drucker scheint ein Creality Ender 3 mit einem 220 mm x 220 mm großen Tisch zu sein. Der Rahmen sollte auf diesen Drucker mit einer 45-Grad-Drehung passen. Die STL-Dateien werden mit einer 35-Grad-Drehung freigegeben, so dass sie um weitere 10 Grad gedreht werden müssten, um auf einen CR3 zu passen.
- Seite 8 Die in der folgenden Tabelle aufgeführten Farbauswahlen sind ein Beispiel für die Verwendung "traditioneller" Uhrfarben. Sie würden eine Uhr wie die auf der ersten Seite erzeugen. Die Zahnräder sind in Goldfarbe gedruckt, damit sie ein wenig wie Messing aussehen. Der Rahmen ist eine neutrale Bräunungsfarbe mit elfenbeinfarbenen und schwarzen Highlights für das Zifferblatt.
- Seite 9 shaft_top schwarz 4.45 1.27 4.45 shaft_bottom schwarz 4.54 1.30 4.54 pendulum_front Gold 17.09 5.07 17.09 pendulum_back Gold 6.23 1.30 6.23 finial schwarz 1.29 1.10 1.29 weight_shell Gold 46.50 16.93 46.50 weight_bottom Gold 3.85 0.93 3.85 weight_pulley Gold 2.80 0.77 2.80 weight_pin Gold 0.16...
- Seite 10 Figure 5: Layer changes for front frame Zeiger können auch einen Farbwechsel bei 2,75 mm erhalten, um die Ränder hervorzuheben. Ich habe eine schwarze Grundfarbe mit goldenen Highlights verwendet. Mein erster Entwurf mit einfarbigen Zeigern sah ein wenig schlicht aus, entweder mit einfarbigen schwarzen oder einfarbigen goldenen Zeigern.
- Seite 11 Die Schwingungsmesslehre ist nützlich zur Bestimmung der Schwingungsamplitude und auch zum Ausbalancieren der Auslösepositionen der Hemmung. Er benötigt einen Farbwechsel bei 1,40 mm. Figure 7: Swing gauge color highlights Unten sehen Sie ein CAD-Modell aller gedruckten Teile, bei denen Farbänderungen erforderlich waren. Figure 8: All parts with color highlights Das Endstück unter dem Pendel dient dazu, die Geschwindigkeit der Uhr durch eine leichte Längenänderung anzupassen.
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Seite 12: Zusätzliche Komponenten
Schließen des sechskantförmigen Lochs für die Kontermutter. Ich betrachte dies als eine Farbänderung, obwohl die Farbe gleich bleibt. Der Drucker wartet darauf, dass Sie das schwarze Filament entfernen, die Kontermutter mit dem Nylonteil nach oben in das Loch fallen lassen und dann das schwarze Filament wieder einlegen. - Seite 13 3mm VA-Welle Federstahl 1,59mm 7,94mm Messingwelle 3,175mm VA Rohr 3,5mm Gewindestange 87,6mm lang 66,0mm lang 71,1mm lang 5,1mm lang 76,2mm lang 19,05mm lang 19,05mm lang 54,6mm lang 50,8mm lang oder von Conrad oder Conrad oder Conrad oder Conrad oder Conrad Edelstahlwelle 3mm Federstahl 1,8mm Messingwelle 8mm...
- Seite 14 zu kaufendes Material zöllig oder metrisch Durchmesser von Zollschrauben: Kleinere Größen tragen Nummern von Nr. 0 (ca. 1,5 mm) bis Nr. 12 (ca. 5,5 mm) (Hinweis: die Werte in mm sind gerundet). 1,52 1,85 2,18 2,51 2,84 3,18 3,51 4,17 4,83 5,49 Die ca.
- Seite 15 1/8" brass wheel collar Stellring für Pendelachse oder Stellring oder (Stellring 3,5mm x8mm) metrisch 3mm von Conrad metrisch 4-40x3/8" machine screw 90279A108 oder 3x20mm metrisch für Stellring von Conrad microfilament fishing line Angelschnur mit ca. 30kg Reiss- (Angelschnur) festigkeit 6 lb. lead shot (Bleischrot) 9030K22...
- Seite 16 haben, die kurze Buchse bis zur Schleifscheibe zu halten. Ich benutze einen kurzen Dübel mit einem Stück 1/16" (1,6 mm) Musikdraht, der am Ende herausragt. Er hält die Buchse an ihrem Platz und lässt sie sich drehen, während er sie sanft an der Schleifscheibe berührt. Ein Mini Bohrerhalter wäre wahrscheinlich sicherer.
- Seite 17 2 X 87,7mm 5 X 66mm 1 X 71,1mm 18 X 5,1mm 1 X 76,2mm 4 X 19,1mm 1 X 19,1mm 1 X 54,6mm 2 X 51mm oder Conrad 1,8mm oder Conrad 8mm oder Conrad 3mm oder Conrad 3,5mm Hinterer Rahmen Vorbereitung Klopfen Sie vorsichtig eine 0,2"...
- Seite 18 Bild-Hinterer Rahmen Vorderer Rahmen Vorbereitung Der vordere Rahmen erhält fünf winzige Buchsen an den in Abbildung 12 dargestellten Stellen. Es gibt nur fünf Löcher, so dass ihre Positionen offensichtlich sein sollten. Das Zifferblatt muss geschützt werden, wenn man mit einem Hammer die Buchsen einschlägt. Setzen Sie eines der 608er-Lager und den Lagerabstandshalter in die Lagerhalterung ein.
- Seite 19 Man sollte erwarten, dass eine Uhr viele Jahre läuft und jedes Fett aus der Fabrik in wenigen Jahren aushärten würde. Wenn Sie Lager mit Dichtungen und/oder Fett haben, dann nehmen Sie die Dichtungen heraus und tauchen Sie die Lager in Lösungsmittel ein, um jegliches Fett zu entfernen. Ich gebe ein oder zwei Tropfen trockenes Teflon-schmiermittel (Ballistol Teflon) in das Lager und wische den...
- Seite 20 Bild-vorderer Rahmen Getriebe-Säuberung Die Reduzierung der Reibung ist extrem wichtig, um eine 8-tägige Laufzeit zu erreichen. Das Evolventenzahnradprofil wurde so konzipiert, dass es bei der Drehung zweier Zahnräder nur eine sehr geringe Reibung aufweist. Die Zähne rollen tatsächlich aneinander vorbei, anstatt zu gleiten. Alle Unvollkommenheiten in den Zahnformen der Zahnräder sollten durch Feilen oder Schleifen beseitigt werden.
- Seite 21 Aufwickeltrommel und Ratsche Schieben Sie die Messingstange in die Wickeltrommel und drücken Sie sie mit dem 1/16" (1,6 mm) 0,75" (19,0 mm) Stift in Position, um die Teile zu positionieren. Es ist in Ordnung, wenn es sich um eine Passung handelt, die fest eingedrückt werden muss. Diese Komponente muss niemals auseinandergenommen werden.
- Seite 22 von der Mittelnabe wegdrücken. Mit stärkeren Federn würde die Uhr gut funktionieren, aber beim Aufziehen wäre sie sehr laut. Kürzere Federn reduzieren das Ratschengeräusch erheblich. Bild-Ratsche Figure 14: Ratchet Setzen Sie die montierte Mittelnabe in die äußere Nabe der Ratsche) auf das 2,15 ” (54,6 mm) Edelstahlrohr.
- Seite 23 Schlagen Sie Zahnrad4_18 vorsichtig auf die3mm-Welle, bis es 1,34" (34,0 mm) vom Ende entfernt ist. Dies sollte eine Kompression der Feder von etwa 0,10" (2,54 mm) ermöglichen. Das untere Zahnrad mit 54 Zähnen sollte sich mit einem geringen Widerstand auf der Welle drehen. Dieser Teil ermöglicht es, die Zeit zu ändern, ohne das Pendel zu stoppen.
- Seite 24 Bild-Pendelgewicht Figure 16: Pendulum bob Die Pendelwelle ist in zwei Segmenten gedruckt, damit sie auf das Druckerbett passt. Kurze Gewindestangen werden mit Epoxidharz verklebt und halten den Schaft zusammen. Eventuell aus der Naht herausgedrücktes Epoxidharz wird vor dem Aushärten gereinigt. Verwenden Sie eine gerade Kante und Klebeband, um den Schaft gerade zu halten.
- Seite 25 Bild-Pendelschaft Figure 17: Pendulum shaft Antriebs-Gewicht Die Gewichtshülle ist ein hohles Rohr, das mit Bleischrot gefüllt ist und gerade genug Energie für das Pendel liefert, um es in Schwingung zu halten. Ich habe mehrere Größen von Gewichtshüllen entworfen, bevor ich mich auf die 6,2-Pfund-Version setzte, die 2,6" (66,0 mm) im Durchmesser und 7,5"...
- Seite 26 Bild-Antriebsgewicht Figure 18: Top portion of weight shell Zusammenbau der Uhr Anmerkungen zur Reibung Es sei nochmals darauf hingewiesen, wie wichtig es ist, die Reibung in einer mechanischen Uhr zu reduzieren. Diese Uhr braucht 6,2 Pfund Gewicht, das innerhalb von8 Tagen 52" (132,08 cm) nach unten fällt.
- Seite 27 Ich habe alle beweglichen Teile der Uhr mit einer Trockenschmierung aus Teflon versehen. Es ist nur ein winziges bisschen erforderlich. Ich benutze die Spitze eines Zahnstochers und füge einen Tropfen in jede der Buchsen ein. Ich habe auch die Hemmungs- und Ankerarme geschmiert, da sie ständig aneinander vorbeigleiten.
- Seite 28 Zahnräder 4 und 7 Die Zahnräder sind am einfachsten von unten nach oben zu platzieren, damit sie sich nicht in die Quere kommen. Beginnen Sie mit der Montage des Minutenzeigerzahnrads (Zahnrad 4) und der Ratschenmontage (Zahnrad 7). Zahnrad 4 ist ein komplettes Modul. Zahnrad 7 hat lose Abstandshalter. Setzen Sie einen 2,6"...
- Seite 29 Sie können an dieser Stelle auch die Wickeltrommel hinzufügen. Setzen Sie ein 608-Lager in die große Lagerbohrung ein und fügen Sie die Wickeltrommelbaugruppe sowie das 0,05" (1,3 mm) –Abstands- stück hinzu, das über die Wickeltrommelwelle passt. Es wäre eine gute Idee, einen Tropfen Teflon- Schmiermittel in das Lager zu geben und den Überschuss abzuwischen.
- Seite 30 das Lager eingesetzt. Fügen Sie ein 0,05-Zoll (1,3 mm) -Abstandsstück mit einer großen Bohrung und das andere kleine Lager in die Ankerachse ein. Die Achse ragt zur Befestigung des Pendels etwa 0,6" (15,3 mm) aus dem hinteren Rahmen heraus. Figure 22: Pallet and escapement Zahnräder 5 und 6 Das Zahnrad 5 benötigt zwei kurze Buchsen, die auf beiden Seiten eingesetzt werden.
- Seite 31 Figure 23: Gear 5 and 6 Vorderer Rahmen Jetzt ist es an der Zeit, den vorderen Rahmen auf die Uhr zu legen. Dieser Schritt ist ein wenig mühsam, da es 8 Achsen und 4 Stützpfosten gibt, die alle richtig positioniert werden müssen. Ich habe meine Uhr wahrscheinlich mindestens 50 Mal auf- und abgebaut, während ich an verschiedenen Teilen die Feinabstimmung vorgenommen habe.
- Seite 32 positioniert werden. Stellen Sie den Minutenzeiger auf die Position 12 Uhr und bewegen Sie den Stundenzeiger auf eine volle Stundenposition. Sie sollten in der Lage sein, die Zeit durch Drehen des Minutenzeigers zu ändern, und der Stundenzeiger sollte sich mit ihm bewegen. Zu diesem Zeitpunkt sollte alles anfangen, wie eine Uhr auszusehen.
- Seite 33 sollte gerade fest genug sein, um die Position zu halten, und locker genug, damit sie beim Einstellen des Schlags rutschen kann. Stellen Sie sicher, dass das Pendel frei schwingen kann. Es sollte mindestens 30 Sekunden oder länger ohne angehängte Gewichte aus eigener Kraft schwingen können. Befestigen Sie die Schwingungslehre so an der Wand, dass sie mittig unter der Spitze des Endstücks liegt.
- Seite 34 Den Takt festlegen Bewegen Sie das Pendel langsam nach links und rechts, bis es tickt. Die Uhr muss so lange verstellt werden, bis die linke und rechte Seite ausgeglichen ist. Dies nennt man das Einstellen des Taktes. Sie sollten hören, dass die Uhr den Klang von "tick..tock..und nicht…. tick.tock…..tick.tock hat. Die Schwingungslehre hilft bei der Feststellung, ob sie ausgeglichen ist.
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Seite 35: Fehlerbehebung
wickeln. Manchmal drücke ich die Schnur beim Aufwickeln zur Seite, um die Schnur gleichmäßig zu verteilen. Die Uhr wird mit einer einzigen Schraube an der Wand befestigt, so dass sich die Uhr beim Aufziehen verschieben und den Takt ändern kann. Normalerweise halte ich den Rahmen beim Aufziehen mit einer Hand fest, damit er sich nicht bewegt.