Prüfprotokoll: Antrieb von Schulter und Ellbogen (J2/J3)
Frage des Nutzers: Ist der Seiltrieb (Capstan) die richtige Wahl, oder sollten alle Achsen über Zahnriemen laufen? Unabhängiger Gutachter, Skala 0–4 unbrauchbar · 5–7 gut mit Verbesserungspotenzial · 8–10 nahezu perfekt.
Ergebnis Runde 1:
| Lösung für die Endstufe von J2/J3 | Note |
|---|---|
| Seiltrieb mit Zahnriemen-Vorstufe | 7/10 |
| Alles GT2 (2-mm-Teilung auch in der Endstufe) | 3/10 |
| Alles Zahnriemen, HTD-3M/5M in der Endstufe, drei Stufen | 6/10 |
Entscheid des Nutzers (11.10.2026): nur Zahnriemen, kein Seiltrieb – GT2, wo die Kraft klein ist, HTD in den hoch belasteten Stufen. (Zwischenzeitlich war «beide bauen und messen» gewählt.) Eine zweite Gutachterrunde entfällt; der Prüfstand misst Spiel und Steifigkeit, und das CAD des Moduls wird begutachtet.
Kernaussagen
- Für J1, J4, J5, J6 und die Vorstufen von J2/J3 sind GT2-Riemen richtig.
- In der Endstufe von J2 wirken 140 N dauernd und 251 N in der Spitze. GT2 trägt bei 10 mm Breite etwa 44 N, bei 15 mm 66 N – das reicht nicht. Es ginge nur mit 30 mm Doppelriemen auf Ø 180 mm oder mit etwa 0,3 kg Nutzlast.
- Mit HTD-Profil ist eine reine Riemenlösung machbar, braucht aber drei Stufen.
| Kriterium | Seiltrieb | Nur Zahnriemen (3 Stufen) | Art |
|---|---|---|---|
| Stufen / Zwischenwellen | 2 / 1 | 3 / 2 | gerechnet |
| Umkehrspiel Endstufe | 0 | ca. 0,05–0,15° (0,4–1,2 mm am Flansch) | Einschätzung |
| Steifigkeit Endstufe | ca. 80–300 Nm/° | ca. 30–100 Nm/° | Einschätzung |
| Kriechen | Seil und Verankerung | praktisch keines | recherchiert / Einschätzung |
| Montage | heikel (einfädeln, zwei Seile gleich spannen) | vertraut, drei Stufen ausrichten | Einschätzung |
| Baubreite | ca. 45 mm | ca. 60–70 mm | Einschätzung |
| Mehrkosten pro Gelenk | ca. 2 CHF | ca. 12–15 CHF | Einschätzung |
Zulässige Riemenkräfte: SDP/SI «Belt Tensile Properties» (PDF); der Gutachter konnte nur den GT2-Wert doppelt belegen, die Umrechnung auf die Breite ist seine Annahme.
Korrektur an einer früheren Aussage
Der gedruckte Arm «Forte» (arXiv 2507.15693) ist ein schwächerer Beleg für den Seiltrieb als im Konzept dargestellt: Er nutzt Stahlseil statt Dyneema, J2 hat nur 18,75:1 an einem NEMA 23, getestet wurde mit 0,63 kg, und der Ellbogen ist dort ein reiner Riementrieb. Wiederholfehler 0,29–0,59 mm an einer Pose.
Mängel am Seiltrieb (nur zur Dokumentation, die Variante wird nicht gebaut)
- Übersetzung auf Seilmitte rechnen: mit Rillengrund Ø 14 / R 84 wären es 10,9 statt 12. Neu Rillengrund Ø 12,5 / R 83,25.
- Seilwanderung: Trommel mit Schraubenrille (Steigung 1,8 mm), ca. 32 mm lang; 5,4 Windungen Hub plus 3 Haltewindungen.
- Seilqualität: SK78/DM20 oder vorrecken; Verankerung über Stahlstift oder Schraube mit Scheibe.
- Vorstufe ohne Spitzenreserve: neu 20:120 statt 16:96 (26 N dauernd, 46 N Spitze bei 44 N zulässig).
- Lastumkehr: J2 schwenkt über die Senkrechte, «einseitig anliegend» gilt nicht überall.
Auslegung der Riemenvariante
J2: GT2 10 mm 20:72 → HTD-3M 15 mm 16:64 → HTD-5M 15 mm 18:90. J3 (falls R gewinnt): GT2 10 mm 16:60 → HTD-3M 15 mm 16:64 → HTD-5M 15 mm 15:60.
Offen
- Bruchlast und Dehnsteifigkeit der konkreten Schnur und der Riemen sind unbekannt; alle Steifigkeitszahlen sind Schätzungen. Der Prüfstand misst sie.
- J3 bräuchte beim Seiltrieb ein Segment mit ≥ 290°; im CAD zu prüfen.