E-Skateboard

Grundidee

Die Idee war es, mit Hilfe eines Elektromotors ein motorisiertes Skateboard zu konstruieren, das eine Geschwindigkeit von 10 km/h erreicht.

Bei der Umsetzung der Projektidee traten einige Probleme auf, die gelöst werden mussten:

  • Erforderlich ist ein kleiner, aber gleichzeitig leistungsstarker Motor
  • Die mechanische Anbindung des Motor an das Rad des Skateboards (Getriebe) muss mechanisch sehr stabil ausgelegt werden (Gewicht des Fahrers ca. 50 kg)
  • Für den Anlauf wird eine sehr großes Vorschubkraft benötigt (größer 70 N)
  • Der Akku muss eine hohe Energiedichte haben, um  bei kleiner Abmessung eine passable Reichweite zu erhalten

Das Getriebe

Das Getriebe muss genau an das Skateboard angepasst werden und ist deswegen extra angefertigt worden, um einer enormen Kraft standhalten zu können. (Gewicht des Fahrers und Kraft des Motors) Deswegen kann es nicht einfach aus Aluminium hergestellt werden, dies ist zu weich.

Um das passende Ergebnis zu erhalten, ist das Getriebe, in Form von zwei ineinander greifenden Zahnrädern, als 3D- Model konstruiert und dann mit einem 3D- Drucker gedruckt worden.

Das selbe gilt für die Halterung des Motors.

Um das Getriebe in eine starre Position zu bekommen muss der Motor an der Achse befestigt werden.

Die Motorhalterung

Damit kommen ein weiteres Problem.

Ein Skateboard hat eine sehr komplizierte Achsenform und so konnte die Halterung des Motors nur schwer an die Achse angepasst werden. Deswegen ist es eine Annäherung an die Form der Achse geworden. Diese Annäherung wurde in Form eines Prismas vorgenommen, um trotzdem einen guten Halt zu haben.

Der Kunststoff

Um die benötigte Motorhalterung und das Getriebe zu erhalten, wurden diese Teile mit dem 3D-Drucker gedruckt.

Erst mal denkt man, dass Kunststoff zu weich für solch eine Last ist, aber es hängt von der Kunststoffart und wie der Kunststoff in die gewünschte Form gebracht wird ab.

In diesem Projekt wird der Kunststoff Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, kurz ABS, verwendet, dieser ist allgemein sehr fest. ABS ist zwar spröder als Polylactid, aber Polylactid hat eine wesentlich niedrigere Schmelztemperatur, weswegen es sich leichter verbiegen lässt.

Weitere Bauteile

 

Die restlichen Bauteile kommen aus dem Modellbau, so wie der Motor, der Akkumulator ( dieser besteht aus zwei in reihe geschaltete Akkumulatoren des gleichen Typs), sowie der Fahrtenregler und Fernbedienung mit Empfänger.

Der Motor ist ein Max Gear 540.

Technische Daten des Motors:

  • Untersetzung 6:1
  • Gewicht 274 g
  • Maße LxHxB 92 x 40 x 47 mm
  • Abtriebswelle 6 x 15 mm
  • Höhe Wellenausgang ca. 14 mmMotorgehäusemaße 36 mm x 50 mm
  • Spannungsbereich 4,8 - 14,4 V
  • Stromverbrauch bei 12 V ca. 0,5 A ohne Last
  • Motordrehzahl bei 12 V ca. 15800 U/min ohne Last
  • Stromverbrauch bei 12 V ca. 2,95 A bei max. Wirkungsgrad
  • Lastdrehzahl bei 12 V ca. 13400 U/min bei max. Wirkungsgrad
  • Blockierstrom max. 12 A
  • Drehmoment 7,5 Ncm
  • Vorentstört

Normalerweise braucht der Empfänger eine externe Spannungsversorgung in diesem Fall ist aber der Fahrtenregler so gebaut, dass er den Empfänger mitversorgen kann. Diese Versorgung lässt sich durch einen kleinen Schalter jederzeit unterbrechen, so spart man einiges an Energie.

 

 

Erweiterung

Um das Fahrverhalten zu verbessern kommt jetzt ein zweiter Motor hinzu. 

Auch die Untersetzung zwischen Rad und Motor wurde verändert und beträgt nun 1:1,8.

Jetzt ist die Untersetzung für einen Motor zwar zu schwach um aus dem Stand los zufahren, aber beide Motoren zusammen kommen auf ein höhere Vorschubkraft (95N)