Overbrengingen VDA2

• Masterclass
• Secundair onderwijs

Overbrengingen

Wat weten jullie nog over overbrengingen?

Wat zijn overbrengingen? 

Overbrenging of ook wel transmissie genoemd zijn de verzamelnamen van de verschillende technieken voor het overbrengen en omvormen van de beweging van het ene onderdeel naar het andere. 

Overbrengingen kom je overal tegen. Denk maar aan de ketting van je fiets,

de riemen onder de motorkap van een auto, in huishoudtoestellen, je wekker en nog zoveel meer. 

Bewegingen

Welke beweging kun je met een overbrenging doen? 

• Je kan dingen laten ronddraaien 
• Je kan dingen heen en weer laten gaan 
• Je kan dingen op en neer laten gaan

Welke beweging die kan worden overgebracht ken je nog van vorig schooljaar?

Vorig schooljaar hebben we reeds bekeken welke bewegingen er worden overgebracht op een fiets. Denk hierbij wat  de wielen van een fiets doen. 

Bewegingen

Wanneer je fietst moet je trappen met je voeten. Hierbij gaan je voeten rond. Je fiets is uitgerust met een groot tandwiel aan de trappers en een kleiner tandwiel aan het wiel. De tandwielen zijn verbonden met een ketting. 

Wat voor overbrenging bewegingen hebben we hier? 

Groot tandwiel = Rotatie naar Ketting = Translatie 

van de Ketting = Translatie naar het Klein tandwiel = Rotatie 

Soorten overbrengingen

De belangrijkste groepen overbrengingen:

• Mechanische overbrengingen
• Pneumatische overbrengingen
• Hydraulische overbrengingen
• Elektrische overbrengingen

Mechanische overbrengingen 

De voornaamste mechanische overbrengingen zijn:

• Riemoverbrenging
• Tandwieloverbrenging                                                                          - met kruisende assen: worm- en wormwiel                                        - met evenwijdige assen: tandwiel met rechte tanden                        - met snijdende assen: conische tandwielen

• Kettingoverbrenging
• Cardanoverbrenging
• Wrijvingswielen
• Tandwiel - tandlatoverbrenging 

Riemoverbrenging

Waar is dat goed voor ? 

Een riemoverbrenging is uitermate geschikt wanneer je een beweging over een grote afstand wil overbrengen. 

Hierbij worden twee of meer riemschijven met elkaar verbonden via een riem. 

Waar wordt dit type overbrenging zoal gebruikt? 

Ronde riem

V-riem

Platte riem

Getande riem

Soorten riemen

Voor- en nadelen

• Een voordeel van riemoverbrenging is dat men doormiddel van een riem een behoorlijke afstand kan overbruggen tussen de riemschijven.

• Een nadeel van een riemoverbrenging is dat de riem ook kan slippen over de riemschrijven. Daardoor gaat de gedreven riemschijf langzamer draaien dan de drijvende riemschijf

Tandwieloverbrenging

Waar is dat goed voor ? 

Een tandwieloverbrenging is uitermate geschikt om machines of andere toestellen sneller of trager te laten draaien en de draaizin te veranderen.

Wanneer de tanden van twee tandwielen in elkaar grijpen zal het ene tandwiel bij het draaien het andere dwingen om te draaien. 

Waar wordt dit type overbrenging zoal gebruikt? 

Evenwijdige assen: 

tandwiel met rechte tanden 

Soorten tandwielen

Snijdende assen: 

conische tandwielen

Kruisende assen:

 worm- en wormwiel    

Voor- en nadelen

• Een voordeel van tandwieloverbrenging is dat dat er geen slip optreed. Hierdoor kan elk vermogen of moment worden overgebracht. 

• Een nadeel van een tandwieloverbrenging is dat deze niet is geschikt voor het overbrengen op grote afstand. 

Kettingoverbrenging

Waar is dat goed voor ? 

Een kettingoverbrenging is net zoals de riemoverbrenging uitermate geschikt wanneer je een beweging over een grote afstand wil overbrengen. 

In tegenstelling tot een tandwieloverbrenging grijpen de tanden hier niet in elkaar maar worden ze verbonden met een ketting. 

Waar wordt dit type overbrenging zoal gebruikt? 

Busketting

Soorten kettingen

Rollenketting

Penketting

Voor- en nadelen

• Een voordeel van kettingoverbrenging is dat net zoals bij de riemoverbrenging behoorlijk afstanden kunnen worden overbrugd maar met als extra voordeel dat er geen slip optreed. 

.

• Een nadeel van een kettingoverbrenging is dat hier trillingen kunnen optreden en dat deze meer onderhoud vergt. 

Toepassing bij pretpark attractie.

De ketting is de meest algemene vorm van een liftsysteem. Een ketting wordt aangedreven door een motor en neemt de trein mee naar het hoogste punt van de achtbaan. Dit gebeurt door een pin onderaan de trein die tussen de schakels van de ketting zit. Zo trekt de ketting de trein mee naar boven.

Om te voorkomen dat de trein naar beneden rolt indien de ketting zou breken, is er het terugrolbeveiliging of antirollback-systeem. Dit is een stalen lat met ‘tanden’ op, en op de trein zitten verticale plaatjes die enkel naar achter kunnen buigen. Deze lat bevindt zich meestal net naast de ketting. Dit veroorzaakt het klikkend geluid dat zo typerend is voor een achtbaan.

Vertragen of versnellen

Wat merken we wanneer we twee gelijke tandwielen monteren?

• De draairichting niet gelijk is.
• Dat beide tandwielen evenveel omwentelingen maken. 
• De snelheid van het drijvende tandwiel gelijk is aan de snelheid van het gedreven tandwiel 

A

B

Wat merken we wanneer we twee verschillende tandwielen monteren?

• De draairichting niet gelijk is.
• Dat beide tandwielen niet evenveel omwentelingen maken. 
• De snelheid van het drijvende tandwiel niet gelijk is aan de snelheid van het gedreven tandwiel.
• Dat we de snelheid kunnen vertragen door een drijvend tandwiel te monteren dat kleiner is dan het gedreven tandwiel. 

A

B

• Dat we de snelheid kunnen verhogen door een drijvend tandwiel te monteren dat groter is dan het gedreven tandwiel. 

A

B

Wat merken we wanneer we twee gelijke tandwielen of riemschijven monteren met daartussen een riem of ketting?

• De draairichting gelijk is.
• Dat beide tandwielen evenveel omwentelingen maken. 
• De snelheid van het drijvende tandwiel gelijk is aan de snelheid van het gedreven tandwiel.

A

B

Wat merken we wanneer we twee verschillende tandwielen of riemschijven monteren met daartussen een riem of ketting?

• De draairichting gelijk is.
• Dat beide tandwielen niet evenveel omwentelingen maken. 
• De snelheid van het drijvende tandwiel niet gelijk is aan de snelheid van het gedreven tandwiel.
• Dat we de snelheid kunnen vertragen door een drijvend tandwiel te monteren dat kleiner is dan het gedreven tandwiel. 

A

B

• Dat we de snelheid kunnen verhogen door een drijvend tandwiel te monteren dat groter is dan het gedreven tandwiel. 

A

B

Van richting veranderen

Met tandwielen kun je de draairichting veranderen. 

Bij twee tandwielen draait het andere tandwiel in de tegengestelde zin.

Bij drie tandwielen draait het laatste tandwiel in dezelfde zin dan het eerste. 

Cardanoverbrenging

Waar is dat goed voor ? 

Een Cardanoverbrenging is uitermate geschikt wanneer je een beweging over een grote afstand wil overbrengen tussen twee assen die elkaar in hun verlengde snijden. 

De cardanoverbrenging bestaat uit twee kruiskoppelingen met daartussen een cardanas.

Waar wordt dit type overbrenging zoal gebruikt? 

Voor- en nadelen

• Een voordeel van cardanoverbrenging is dat behoorlijk afstanden kunnen worden overbrugd waarbij de twee assen die ermee worden verbonden niet in één lijn hoeven te liggen. 

.

• Een nadeel van een cardanoverbrenging is dat ze de snelheid van de aandrijvende as niet gelijkmatig overbrengen op de aangedreven as, wanneer deze met elkaar een hoek maken. 

Wrijvingswieloverbrenging

Waar is dat goed voor ? 

Een wrijvingswieloverbrenging is uitermate geschikt voor het overbrengen van kleine krachten.

De wrijvingswieloverbrenging bestaat uit wielen die tegen elkaar drukken.

Waar wordt dit type overbrenging zoal gebruikt? 

Voor- en nadelen

• Een voordeel van wrijvingswieloverbrenging is dat deze eenvoudig en goedkoop zijn. Er is weinig kans op breukgevaar bij overbelasting wegens slipmogelijkheid.

.

• Een nadeel van een wrijvingswieloverbrenging is dat wanneer er te weinig druk is tussen de wrijvingswielen er te weinig wrijving hebt waardoor deze kunnen gaan slippen. Hierdoor zijn ze slechts geschikt voor het overbrengen van kleine krachten en vermogens.

Toepassing bij pretpark attractie.

Bij het bandensysteem worden wrijfwielen in dit geval banden elk afzonderlijk aangedreven door een kleine motor. De metalen vin die onderaan de trein hangt, past mooi tussen twee banden en de wrijving, die veroorzaakt wordt door de ronddraaiende banden, zorgt ervoor dat het treintje voortgestuwd wordt.

Tandwiel-tandlatoverbrenging 

Waar is dat goed voor ? 

Een tandheugel overbrenging is uitermate geschikt om draaiende bewegingen om te zetten naar rechtlijnige verplaatsingen of andersom.

Het heugel is een rechthoekige staaf voorzien van vertanding. Hierop grijpt de vertanding van het rondsel in waardoor de staaf in de lengterichting kan bewogen worden 

Waar wordt dit type overbrenging zoal gebruikt? 

Voor- en nadelen

• Een voordeel van een tandheugel is dat je een beweging op een vrij eenvoudige en met grote nauwkeurigheid  kan aansturen waardoor je een grotere controle hebt over het beweegpatroon. 

.

• Een nadeel van een tandheugel is dat er na verloop van tijd speling op het gripvlak kan ontstaan waardoor het minder nauwkeurig zal zijn. 

Pneumatische overbrenging

Waar is dat goed voor ? 

Een pneumatische overbrenging is uitermate geschikt voor het overbrengen die nauwkeurig en/of snel dienen te gebeuren.

Hiervoor wordt lucht gebruikt die een bepaalde druk heeft, dit wordt ook wel perslucht genoemd. Een compressor wordt gebruikt om lucht te comprimeren. Doormiddel van pneumatische druk kunnen krachten worden overgebracht naar bijvoorbeeld een pneumatische cilinder of motor.

Waar wordt dit type overbrenging zoal gebruikt? 

Voor- en nadelen

• Een voordeel van een pneumatische overbrenging zijn de lage installatiekosten en deze zijn tevens zeer betrouwbaar en nauwkeurig.

• Een nadeel van een pneumatische overbrenging zijn de lawaaihinder en de hoge energiekosten voor het opwekken van de perslucht. Dit systeem is eveneens gevoelig voor een te hoge luchtvochtigheid. 

Toepassing bij pretpark attractie.

Bij een pneumatisch systeem kan men door lucht samen te drukken en die daarna dan gecontroleerd ‘vrij’ te laten ook attracties lanceren. Als de samengedrukte lucht vrijgelaten wordt, ‘drijft’ deze een karretje aan dat voor de voortstuwing van de trein zorgt. Door de specifieke eigenschappen  van lucht zijn de lanceringen met luchtdruk de ‘sterkste’, ze lanceren dus tegen een zeer grote snelheid.

Hydraulische overbrenging

Waar is dat goed voor ? 

Een hydraulische overbrenging is uitermate geschikt voor het overbrengen van grote vermogens en/of grote lineaire krachten in een hydraulische cilinder.

Bij deze overbrenging wordt de mechanische energie van de aandrijfmotor in een pomp omgezet in hydraulische energie van olie: oliedruk en oliedebiet. Deze hydraulische energie kan in een roterende of translerende motor weer terug worden omgezet in mechanische energie. 

Waar wordt dit type overbrenging zoal gebruikt? 

Voor- en nadelen

• Een voordeel van een hydraulische overbrenging kan gemakkelijk omgaan met een enorm gewichtsbereik. 

• Een nadeel van een hydraulische overbrenging zijn dat deze onderhevig zijn aan regelmatig onderhoud. Tevens kunnen er bij eventuele lekkages in hete gebieden vuur ontstaan omdat hydraulische vloeistoffen brandbaar zijn. 

Toepassing bij pretpark attractie.

Het hydraulisch systeem is vergelijkbaar dat met luchtdruk, alleen wordt er gebruik gemaakt van olie. Voor de rest is dit systeem vrij vergelijkbaar. Een karretje hangt met een kabel vast aan soort ‘molentje’ dat wordt aangedreven door het ‘vrij’ laten van de olie. Doordat olie minder samendrukbaar is dan lucht is het minder gemakkelijk om op een korte afstand en korte tijd een even snelle lancering te maken.