Perpetual Wedge: YouTuber 3D-druckt historisches Getriebe-Design und stellt 3D-Modelle zur Verfügung

Der britische Entwickler Robert Murray-Smith hat ein historisches Getriebe-Design aus dem Jahr 1786 für den 3D-Druck adaptiert. Das als „Perpetual Wedge“ bekannte System von James White ermöglicht extreme Untersetzungen in kompakter Bauform.

Das ursprüngliche Design basiert auf zwei Zahnrädern mit minimal unterschiedlicher Zahnzahl – 100 und 99 Zähne. Durch eine exzentrische Anordnung und einen Führungsroller bewegt sich das obere Zahnrad pro Umdrehung nur um einen Zahn weiter. Dies führt zu einer Untersetzung von 100:1 und einer entsprechenden Erhöhung des Drehmoments.

Murray-Smith hat dieses Prinzip für moderne Fertigungsmethoden optimiert. Seine Version verwendet zwei Hohlzahnräder mit ähnlicher Zahndifferenz. Die Last verteilt sich dabei auf drei gleichmäßig angeordnete Planetenräder. Diese Bauform ermöglicht eine besonders flache „Pancake“-Konstruktion mit zentraler Antriebs- und Abtriebswelle.

Die Bedeutung solcher Getriebe zeigt sich beim Zusammenspiel von Motoren und Anwendungen. Während Verbrennungs- und Elektromotoren im Bereich von 1.500 bis 25.000 Umdrehungen pro Minute effizient arbeiten, benötigen die meisten Anwendungen deutlich niedrigere Drehzahlen.

Das 3D-gedruckte Modell demonstriert die Funktionsweise des Systems anschaulich. Murray-Smith hat die Komponenten so gestaltet, dass sie sich mit üblichen 3D-Druckern herstellen lassen. Die STL-Dateien stehen auf Thingiverse kostenlos zur Verfügung. Die Montage erfolgt durch wenige Verbindungselemente wie Clips und Stifte.

Der Nachbau eignet sich sowohl als Lehrmittel als auch als Basis für eigene Projekte. Das Design lässt sich je nach Anwendung skalieren und modifizieren.