Nadelen kantelmechanisme + uitwerking extra draaiing

Bij het concept met het kantelmechanisme zijn er heel wat struikelblokken:

• Bij het concept waarop we verder zouden werken staan de openingen waardoor de touwen lopen steeds op dezelfde positie ten opzichte van elkaar. Hierdoor wordt de verticale verplaatsing van de stoeltjes enkel veroorzaakt door de variërende afstand tussen de oogbout en de middelste opening. Deze verplaatsing is echter zeer klein (zie berekeningen in het blogbericht: 'Verhoudingen + berekeningen') en voor de kinderen nagenoeg onvoelbaar.

• De verticale verplaatsing van de stoeltjes zou vergroot kunnen worden door de kanteling van de molenschijf. Dit wil zeggen dat het ene stoeltje zijn hoogste punt bereikt op de plaats waar de kanteling van de molenschijf op zijn hoogst is, terwijl het andere stoeltje zijn laagste positie bereikt op de plaats waar de molenschijf naar beneden wordt gekanteld. De resulterende verplaatsing die hierdoor wordt veroorzaakt zal echter nog steeds zeer klein zijn (zie berekeningen in het blogbericht: 'Verhoudingen + berekeningen').

• De verticale verplaatsing van de stoeltjes zou ook vergroot kunnen worden door een vast punt te voorzien, bijvoorbeeld op een schijf op een stilstaande as zoals in het blogbericht: ‘Nieuw concept + prototyping: 08/10’. Deze schijf moet op dezelfde manier kantelen als de molenschijf, de keerschijven moeten namelijk op dezelfde lijn liggen als het vaststaand punt. De vaststaande schijf moet dus ook kunnen scharnieren. Dit is zeer moeilijk te verwezenlijken.

• Er is nog een bijkomend probleem met betrekking tot het duwmechanisme. De stang van het duwmechanisme begint naar boven te bewegen vanaf het moment dat het scharnier zich aan dezelfde kant bevindt als het duwmechanisme. In dit geval zullen het duwmechanisme en het scharnier elkaar enige tijd tegenwerken. Dit zou opgelost kunnen worden door het duwmechanisme los te maken van de molenschijf. Het duwmechanisme kan bijvoorbeeld in een vierkante as zitten en raakt de molenschijf pas op het moment dat het scharnier helemaal aan de andere kant zit. Het nadeel hiervan is dat de kanteling van de molenschijf minder groot zal zijn, waardoor de verticale verplaatsing van de stoeltjes nog kleiner zal zijn.

• Indien de stang van het duwmechanisme vast zou zitten aan de molenschijf zou die de neiging hebben om krom te trekken als de molenschijf omhoog wordt geduwd. Een oplossing hiervoor zou zijn om de bovenzijde van de stang scharnierend te maken. Ook dit is zeer moeilijk en onnodig complex.

Omdat er bij dit concept heel wat moeilijkheden waren, werd er nog eens nagedacht over het concept om de stoeltjes nog eens apart te laten draaien (zie het blogbericht: ‘Exploratie kantelmechanisme en besluit van kantelmechanisme’). Bij dit concept waren er ook enkele aandachtspunten:

• Het touw mag niet torsen als gevolg van de extra draaiing. Het touw moet dus op één of andere manier torsingsvrij bevestigd worden aan de draaiende as.

• De stoeltjes moeten aan de draaiende as bevestigd worden, aangezien een touw zal torsen.

• De as waaraan de stoeltjes vastgemaakt zijn, moet zowel een roterende als een lineaire beweging naar boven en beneden kunnen maken.

• De keerschijven moeten scharnierend werken.

Op elk van deze aandachtspunten werd getracht een oplossing te vinden. Uiteindelijk werd volgend resultaat bekomen (zie onderstaande figuur):

Zoals te zien is op de figuur wordt de roterende beweging van de binnenste paal (in de buitenste paal) veroorzaakt door een tandwieloverbrenging. In het blogbericht: ‘Verhoudingen + berekeningen’ werd de beweging van de ouder via een bandoverbrenging overgebracht naar 2 haakse, conische tandwielen bovenaan de paal. Dit zorgde echter voor een brede constructie. Om zo dicht mogelijk bij de paal te blijven - en dus zo ver mogelijk van de kinderen - werd gedacht om de beweging van de ouder via 2 haakse, conische tandwielen onderaan de paal over te brengen naar 2 gewone tandwielen bovenaan de paal. De as waaraan de tandwielen bevestigd zijn, kan op deze manier ook gemakkelijk gelagerd worden aan de paal.

Binnenin de paal zit een as, onderaan ingeklemd, waardoor deze niet meedraait met de paal. Bovenop deze as zit een schijf met daarop een vaststaand punt. Vanaf dit punt loopt 2 touwen naar de stoeltjes via 2 keerschijven*. Het horizontale touw wordt via de keerschijven afgebogen naar de stoeltjes. De schijf op de vaststaande as staat stil, terwijl de molenschijf ronddraait. Door het ronddraaien van de molenschijf, verplaatst het touw zich in de keerschijven. Hierdoor verandert de afstand tot het vaststaand punt en zullen de stoeltjes afwisselend omhoog en omlaag gaan.

Om ervoor te zorgen dat de stoeltjes nog eens apart draaien is het idee nog steeds om aan de vaststaande as 2 kettingwielen** boven elkaar te bevestigen. Daarnaast zijn er nog 2 kettingwielen voorzien om de as waaraan de stoeltjes vasthangen te laten draaien. De kettingwielen waarin de assen geklemd zitten, worden verbonden met de kettingwielen op de vaststaande as. Als de molenschijf in tegenwijzerzin draait, zullen de stoeltjes als gevolg van de vaststaande kettingwielen in wijzerzin draaien. (Dit is een variant op een planeetwiel).

De keerschijven kunnen niet verticaal op de molenschijf bevestigd worden omdat de kettingwielen in de weg zitten. Een oplossing hiervoor zou zijn om de keerschijven via een constructie aan de molenschijf vast te maken (zoals te zien is op de figuur).

In de buitenste kettingwielen zit aan beide kanten een ronde as met een vierkante opening. Doordat deze as in lagers wordt ingeklemd, kan deze niet naar boven of beneden verschuiven. De as draait wel rond als gevolg van de draaiende beweging van de buitenste kettingwielen. In de ronde as zit een vierkante as waaraan de stoeltjes vasthangen. Doordat de ronde as draait, zal de vierkante as - die past in de vierkante opening - meedraaien. De stoeltjes draaien dus rond. Als gevolg van de op- en neerbeweging van de touwen zal de vierkante as ook een verticale beweging maken in de ronde as.

Om het torsen van het touw als gevolg van de extra draaiing van de stoeltjes te vermijden, werd gedacht om aan de vierkante as een U-profiel te bevestigen. Bovenaan dit profiel is een gat geboord waarin een oogbout – waaraan het touw is bevestigd – vrij kan draaien. Aan deze oogbout wordt een andere oogbout horizontaal vastgemaakt. Het oog van de tweede oogbout beweegt op en neer over een as. Als de vierkante as zal draaien, zal het profiel dat vastzit aan deze as draaien rond de oogbout. De oogbout verdraaid niet, waardoor dat het touw dat er aan vastzit niet meer kan torsen.

We zouden tegen het consult van 31/10 een prototype willen hebben om de werking van de extra draaiing te illustreren.



* De keerschijven zouden best scharnierend werken. Om dit simpel uit te voeren werd gedacht om      een omgekeerde afgeknotte kegel of een hol buisje (afgerond!) in de buitenste openingen te            plaatsen. Het touw kan er dan langs alle kanten gemakkelijk inlopen. Op deze manier moeten we niet werken met een scharnierende keerschijf.  

** De kettingwielen zouden vervangen kunnen worden door v-riemschijven.