Reparaturbericht – Der Roboter-Hund der kleinen Mia hat ein Problem: Seine Hinterbeine funktionieren nicht mehr und er will auch nicht mehr auf jeden Knopfdruck hören! In Begleitung Ihrer Mutter brachten Sie ihn zum Repair-Cafe und fragten, ob wir ihn wieder gesund machen können.
Dieser Herausforderung mussten wir uns natürlich umgehend stellen!
Im Bild oben ist der Roboter-Hund Lexibook® DOG01 mit Fernbedienung zu sehen.
Fehlersuche
Die beiden Hinterbeine ließen sich von Hand frei bewegen, während die Vorderbeine durch
einen merklichen Widerstand daran gehindert wurden.
Nach dem Öffnen des Spielzeugs konnte man erkennen, dass die Hinterbeine über eine
gemeinsame Welle von einem kleinen Motor mit Getriebe angetrieben werden.
Geöffnetes Gehäuse, mit Blick auf das Getriebe und den Antrieb.
Das Getriebe musste demnach defekt sein.
Nach dem Öffnen des Getriebes fiel auf, dass das Motorritzel nicht mehr auf der Motorwelle saß (Bild 3). Das Ritzel selbst sah auf den ersten Blick nicht beschädigt aus. Ich steckte es wieder auf die Welle auf, fixierte es mit etwas Sekundenkleber, prüfte die Festigkeit des Sitzes und baute das Getriebe und den Roboterhund wieder zusammen.
Im Testlauf machte das Getriebe dann laute, ungewöhnliche Geräusche.
Also nochmal alles zerlegen und sichten. Die Ursache für die Geräusche war zunächst nicht offensichtlich. Erst als ich das Ritzel unter dem Mikroskop betrachtet habe, ist mir ein Riss aufgefallen:
Zahnrades, das auf der Motorwelle sitzt. Die Markierung zeigt den Riss im Ritzel.
Das Ritzel war also gebrochen. Die Geräusche kamen wohl durch das Aufeinanderschlagen der Zähne in der ersten Getriebestufe, das durch eine Spreizung des Ritzels unter Last verursacht wurde.
Reparatur des Getriebes
Das Ritzel musste ersetzt werden. Gekennzeichnet wird ein solches Ritzel durch die Anzahl der Zähne und den Zahnmodul. Das ist für z.B. die Bestellung eines Ersatzteils wichtig. Der Zahnmodul lässt sich vereinfacht über den Außendurchmesser (Kopfkreisdurchmesser) und die Zähnezahl bestimmen:
Modul= Außendurchmesser / (Zähnezahl+2)
Da das Ritzel eine gerade Anzahl Zähne hat, nämlich 8, kann der Kopfkreisdurchmesser einfach mit dem Messschieber gemessen werden.
Der Kopfkreisdurchmesser für das Ritzel beträgt 5 mm. Demnach beträgt der Modul 5 / (8+2) = 0.5.
Man muss also ein Ritzel mit dem Modul 0.5 und 8 Zähnen besorgen, das eine Bohrung von kleiner oder gleich 2 mm hat (das ist der Wellendurchmesser des kleinen Motors), denn aufbohren kann man es ja noch. Zudem muss es mindestens 4 mm lang sein.
Eine Recherche im Internet brachte keine zufriedenstellenden Ergebnisse (Preis, Lieferdauer).
Deshalb entschied ich mich, das Ritzel mit einem 3D-Kunstharzdrucker selbst zu bauen.
Die Herausforderung dabei war die sehr geringe Größe des Ritzels mit den technischen Möglichkeiten des 3D-Druckers in Einklang zu bringen. Hier ist insbesondere die Haftung des kleinen Ritzels auf der Druckplatte zu nennen.
Ersatzteil Konstruktion für den 3D-Druck.
Konstruiert war es schnell. Das Bild 6 zeigt das Ritzel mit untergebauten Stützfüßen, damit die Haftung auf der Druckplatte und die Genauigkeit der Geometrie sichergestellt sind.
Als Druckmaterial wurde das hochwertige Kunstharz Ultracure3D® RG 1100 von BASF (FORWARD) verwendet, da es wärmeformbeständig, hart und dennoch ausreichend elastisch für diesen Anwendungsfall ist.
Der Druck verließ problemlos und die Qualität war ausreichend.
Nach dem Druck wurde das eigentliche Ritzel vom Unterbau getrennt und die 2mm Bohrung nachgebohrt, so dass eine leichte Presspassung mit der Motorwelle entstand.
Im Bild 7 ist das aufgesteckte Ritzel mit Motor zu sehen.
Nach dem Zusammenbau des Getriebes funktionierte alles wieder wie gewünscht!
… bis auf die Fernbedienung, die nur sporadisch die Signale an das Spielzeug übermittelte.
Reparatur der Fernbedienung
Nach dem Öffnen der Fernbedienung aus Bild 1 konnte man keine direkten Schäden erkennen. Ich vermutete deshalb Kontaktprobleme mit den Tasten.
Wie man aus Bild 8 erkennen kann, besteht eine Taste aus einer Kontaktfläche (1), auf die ein kleiner Stempel (2) gedrückt wird, um diese zu überbrücken. Das löst dann ein Sendesignal aus.
Die Kontaktflächen und Stempelchen wurden leicht angeschliffen, damit die Patina beseitigt wird und anschließend mit Isopropanol gereinigt. Ein Test zeigte daraufhin, dass alle Tasten wieder einwandfrei funktionieren.
Ergebnis
Der Lexibook-DOG01 funktioniert wieder. Der Gesamtaufwand mit 3D Druck war mit etwa 2 Stunden Arbeit im Rahmen geblieben. Ich hoffe, dass Mia damit wieder viel Spaß haben wird.
Autor
Peter Klemm
Seit 2019 im Repair Café, sowie dem digitalen Makerspace im Kulturforum Hanau (Stadtbibliothek) ehrenamtlich aktiv.
Selbständig seit 1993 im Bereich Entwicklung Maschinenbau / Mechatronik / Software (Windows). Setze seit 2008 den 3D-Druck in diesen Bereichen ein und gebe auch meine Erfahrungen gerne weiter.
Weitere Einzelheiten auf meiner Website: https://repair-labor.de
Kontakt E-Mail: peter.klemm@repair-labor.de
Bildnachweis: Alle Bilder in diesem Beitrage wurden von Peter Klemm zur Verfügung gestellt, wenn nicht anders angegeben.
Lexibook® ist ein Markenzeichen der Firma LEXIBOOK LINGUISTIC ELECTRONIC SYSTEM.
Ultracur3D® ist ein Markenzeichen der Firma BASF 3D Printing Solutions GmbH, Heidelberg, DE.
