Hallo,
ich plane ein vielleicht etwas spleeniges Projekt: einen automatischen
Aufzieher für eine mechanische Kuckucksuhr. Die Uhr wird durch zwei an
Ketten hängende Gewichte angetrieben, die alle 24h von Hand hochgezogen
werden müssen. Dieser Vorgang soll durch ein entsprechende Vorrichtung
automatisch erfolgen. Voraussetzung ist, dass an der Uhr selber nichts
verändert wird. Meine grundlegende Lösungsidee ist, an den Enden der
Ketten jeweils einen dünnen Nylonfaden zu befestigen, der zu einer
unterhalb der Uhr angebrachten Winde führt. Die Winde wird über einen
12V-Getriebmotor angetrieben. An der Winde befindet sich eine
Lochscheibe, die durch eine Gabellichtschranke abgetastet wird. Durch
Zählen der Umdrehungen kann auf die Position der Uhrgewichte geschlossen
und der Aufziehvorgang gestartet bzw. beendet werden.
Von der elektronischen Seite her kein Problem, hier genügt ein kleiner
Mikrocontroller zum Auslesen der Gabellichtschranken und jeweils ein
Mosfet zum Ansteuern der Motoren.
Obwohl ich in Elektronik recht fit bin, kenne ich mich mit mechanischen
Bauelementen nur schlecht aus.
Mein Problem ist, dass die handelsüblichen Getriebemotoren beim
"Rückwärtsdrehen" zu schwergängig sind. Ist der Aufziehvorgang beendet,
schaffen es die Uhrgewichte nicht, beim Abspulen die Winde zu drehen und
die Uhr bleibt stehen.
Hier wäre eine Kupplung gefragt, die den Motor nur dann an die Winde
koppelt, wenn letzterer bestromt ist. Meine erste Idee wäre eine kleine
Magnetkupplung, die parallel zum Motor angesteuert wird. Allerdings kann
ich auf dem Markt nur Teile aus dem KFZ-Bereich finden, diese sind für
mein Projekt aber viel zu groß.
Käme auch eine rein mechanische Lösung in Betracht, also eine Kupplung,
die nur dann greift, wenn sich der Motor dreht? Wenn ja, wo kann man so
etwas käuflich erwerben?
PS: Wahrscheinlich werden jetzt Empfehlungen kommen, gleich eine
elektronische Kuckucksuhr zu kaufen. Dies ist hier explizit nicht
gefragt!
Du brauchst nur an 1 Gewicht bzw. Kettenende zu ziehen.
Da zieht dein Getriebemotor mit einer Seilwinde so lange dran, bis die
Uhr wieder aufgezogen ist.
Dann spult er das ganze Seil wieder von der Winde ab, damit die Uhr
keine Mühe hat, das Seil aufzunehmen.
So brauchst du keine Kupplung.
In Kassettenrecordern/playern ist doch so ein Mechanismus mit einem
schwenkbaren Zahnrad gewesen, das nur in eine Richtung angetrieben
werden kann.
Oder wie im Bild (Ich glaube, so wird es auch in den Recordern gemacht).
Das große Zahnrad links ist starr aufgehängt wird vom Motor angetrieben.
Das kleine Zahnrad ist über einen beweglichen Arm mit der Achse vom
großen Verbunden. Die Achse des kleinen Zahnrades hat einen
Reibungswiderstand.
Durch den Reibungswiderstand treibt der Motor den Arm an, der dann nach
rechts klappt und auf das Zahnrad vom Mechanismus der Uhr rechts trifft.
Durch das Blockieren des Armes wird die Reibung überwunden und das
kleine Zahnrad dreht sich und wird gegen das Uhr-Zahnrad gedrückt.
Nachdem der Aufziehvorgang beendet ist, braucht der Antriebsmotor nur
eine viertel Umdrehung nach links zu machen und das kleine Zahnrad ist
wieder vom Mechanismus entkoppelt.
Und Anstelle einer Lochscheibe würden doch eigentlich schon
Endlagenschalter reichen, oder? Also eine Position für Gewicht unten,
bitte aufziehen und eine für oben, also fertig aufgezogen.
Walta S. schrieb:> Schrittmotor - 1872 Schritte linksherum und wieder zurück. Dann ist die> Gabellichtschranke auch noch weg.>> Walta
Ich würde auch einen Schrittmotor nehmen, ohne Getriebe. Wenn du den
Nylonfaden auf eine dünne Welle auwickelst, muss der nichtmal sehr groß
sein.
Was wiegt das Gewicht denn? Wie groß ist der Weg?
Achim S. schrieb:> Linearantrieb jeweils zwischen die Begrenzung haben hin und her fahren...
hin und her?
Walta S. schrieb:> Schrittmotor - 1872 Schritte linksherum und wieder zurück...
linksherum und wieder zurück?
butsu schrieb:> Ich würde auch einen Schrittmotor nehmen,...
Bei Uhren mit Antrieb durch die Gravitationskraft müssen die Gewichte
NUR (in eine Richtung) hochgezogen werden.
Gegenläufige Drehung per Mot. erübrigt sich. ;)
Deshalb auch die Überlegung des TE, eine Kupplung einzusetzen.
Bzgl. erforderlicher Zugkraft des Mot. läßt sich die am besten per
Federwaage messen.
Grüße
Ja, linksherum und wieder zurück. Ev. auch rechtsherum. Linksdrehen hat
aber das bessere Karma.
;-)
Das zurückdrehen erspart die Kupplung.
Walta
Ps: bin schon gespannt wer den ersten Teil zu ernst nimmt.
Treibstockverzahnung mit Freiraum wäre auch noch eine Möglichkeit, dann
müsstest du nur den Motor nach dem Aufziehen immer außerhalb des
Eingriffs parken.
Blechbieger schrieb:> zieht in die falsche Richtung
Du hast mich jetzt echt ins Straucheln gebracht :)
Walta S. schrieb:> Linksdrehen hat> aber das bessere Karma.>> ;-)
Jaja, Kuckucksuhr und linksdrehend.
Da haut's einem ja sofort den Kuckuck raus. ;)
Fliehkraftkupplung funktioniert immer und löst sich nach
(Unter-)Drehzahl x selbsttätig.
Hätte hier den Vorteil, daß man keinen Getriebemot. braucht, sondern
einen E-Mot. hochlaufen lassen kann, bis die Kupplung "greift".
Sind massenhaft in Kettensägen verbaut:
Bei Leerlaudrehzahl dreht die Kette nicht mit.
Grüße
L. H. schrieb:> Bei Uhren mit Antrieb durch die Gravitationskraft müssen die Gewichte> NUR (in eine Richtung) hochgezogen werden.> Gegenläufige Drehung per Mot. erübrigt sich. ;)>> Deshalb auch die Überlegung des TE, eine Kupplung einzusetzen.> Bzgl. erforderlicher Zugkraft des Mot. läßt sich die am besten per> Federwaage messen.>> Grüße
Ich bin mir nicht sicher, ob Du ein Troll bist, der den TO hochnehmen
will. Falls ja, nicht weiterlesen, dann bin ich drauf reingefallen.
Ja, die Gewichte müssen nur in eine Richtung gezogen werden.
Wenn er sie aber mit einer Schnur zieht, UND nachher diese Schnur danach
sofort genauso weit wieder zurückspult, dann kann er
- sich den Freilauf sparen
- sich jede Erkennung Sparen
Einmal mit abgelaufener Uhr messen: Ich brauche X Umdrehungen = Y
Schritte, dann im Festen Intervall Y Schritte aufwickeln und sofort
wieder ab.
L. H. schrieb:> butsu schrieb:>> Ich würde auch einen Schrittmotor nehmen,...>> Bei Uhren mit Antrieb durch die Gravitationskraft müssen die Gewichte> NUR (in eine Richtung) hochgezogen werden.> Gegenläufige Drehung per Mot. erübrigt sich. ;)
Ich hatte auch nie von einer gegenläufigen Drehung per Motor
geschrieben...
Blechbieger schrieb:> Ich denke Freilauf ist die beste Lösung. Zurückdrehen hätte dagegen das> Problem dass danach die abgewickelte Schnur rumbaumelt.Achim S. schrieb:> Wenn er sie aber mit einer Schnur zieht, UND nachher diese Schnur danach> sofort genauso weit wieder zurückspult, dann kann er>> - sich den Freilauf sparen> - sich jede Erkennung Sparen
warum wollt ihr alle Zurückdrehen? Der Motor wickelt den Nylonfaden auf,
dabei zieht er das Gewicht hoch. Dann wird der Motor einfach
abgeschalet. Beim Ablauf der Uhr geht das Gewicht runter und wickelt
dabei den Faden wieder ab und dreht die Motorwelle passiv in die andere
Richtung. Natürlich muss das Uhrgewicht dafür zusätzlich das Rastmoment
des Motors überwinden, das sollte aber kein Problem sein.
butsu schrieb:> Natürlich muss das Uhrgewicht dafür zusätzlich das Rastmoment> des Motors überwinden, das sollte aber kein Problem sein.Mike schrieb:> Mein Problem ist, dass die handelsüblichen Getriebemotoren beim> "Rückwärtsdrehen" zu schwergängig sind.
butsu schrieb:> Ich hatte auch nie von einer gegenläufigen Drehung per Motor> geschrieben...
Da hatte ich Dich wohl mißverstanden.
Macht Dir(hoffentlich) nichts aus. :)
Jedenfalls haben wir damit dann identische Sichtweise darin:
> Der Motor wickelt den Nylonfaden auf,> dabei zieht er das Gewicht hoch. Dann wird der Motor einfach> abgeschalet. Beim Ablauf der Uhr geht das Gewicht runter und wickelt> dabei den Faden wieder ab und dreht die Motorwelle passiv in die andere> Richtung. Natürlich muss das Uhrgewicht dafür zusätzlich das Rastmoment> des Motors überwinden, das sollte aber kein Problem sein.
Wäre wohl auch per Schrittmotor so möglich; d.h. es muß nicht unbedingt
ein Getriebemotor sein.
Grüße
Mike schrieb:> Käme auch eine rein mechanische Lösung in Betracht, also eine Kupplung,> die nur dann greift, wenn sich der Motor dreht? Wenn ja, wo kann man so> etwas käuflich erwerben?
Ja, natürlich kommt eine rein mechanische Lösung in Betracht.
Fliehkraftkupplungen gibt es auch im Modellbau-Bereich.
Was die in Deinem Anwendungs-Vorhaben "hochziehen" können, weiß ich
nicht.
Fliehkraftkupplungen von Kettensägen sind handelsüblich und kosten auch
nicht recht viel.
Allerdings liegt die Leerlauf-Drehzahl von Kettensägen relativ hoch:
Zwischen 3500 und 4000U/min.
Dabei greift aber die Kupplung noch nicht; d.h. die Kette steht still.
Erst bei höherer Drehzahl wird die Kette angetrieben.
Das ist auch aus Sicherheitsgründen so beabsichtigt, weil diese Sägen
per Gasgebung mit einem Finger betrieben werden.
Ereignet sich Unvorhergesehenes/Erschreckendes oder womöglich gar, daß
einem die Säge dabei aus der "Hand gerissen" wird, soll sie sofort auf
die Leerlaufdrehzahl "zurückfallen" => Stillstand der Kette.
Gemeinsam ist allen Fliehkraftkupplungen, daß es an sich
Rutschkupplungen sind, die drehzahlabhängig vom "Weich-Anlauf" beginnend
schließen.
Vergleichbar mit dem Einkuppeln beim Auto, wenn man am Berg anfährt.
Was für Dein Vorhaben an sich ideal ist, weil dabei nichts
"durchgerissen" werden kann.
Die durch die Kupplung "mitgenommenen Antriebsglocken" haben bei
kleineren Sägen einen D von ca. 60mm.
Wenn das für Dich akzeptabel ist, würde ich so eine Fliehkraftkupplung
danach auswählen, welche Möglichkeiten sie bietet, ihre "Ausrückmasse"
problemlos so erhöhen zu können, daß sie auch bereits weit unter
3500U/min beginnt, zu "greifen".
Möglich ist sowas allemal, z.B. bei 3000U/min, hinreichende
Kraftschlüssigkeit erzwingen zu können.
So eine Kupplung könnte ganz gut dafür geeignet sein:
https://www.ersatzteil-service.de/ersatzteile-forstgeraete/ersatzteile-detailansicht.php?40-123-fliehkraftkupplung
V.a. auch deshalb, weil die jeweiligen "Rückholfedern" zu den Drehbolzen
gespannt werden können; d.h. das Mot.-Wellenzentrum und seine nähere
Umgebung frei bleiben und genutzt werden können.
Es gibt ja DC-Mot. mit überlangen Wellen, auf denen Du völlig problemlos
den dreieckigen "Antriebs-Stern" für die drei Kupplungsbacken festsetzen
kannst.
Den Rest der Welle kannst Du für eine Doppel-Lagerung der Antriebsglocke
nutzen, die im Prinzip frei durchdrehbar sein muß.
Und an diese Glocke kannst Du die zwei "Seiltrommeln" hindrapieren.
Ich würde weder einen Getriebemot. noch einen Schrittmot. nehmen.
Getr.mot. hat eine zu große Selbsthemmung für "freien" Rücklauf, und für
einen Schrittmot. brauchst Du auch eine entspr. Ansteuerung und mußt ihn
abgesehen davon auch noch stärker auslegen, damit das überhöhte Gewicht
(für die Überwindung seines Rastmomentes) auch mit "abgedeckt" ist.
Bei einem stinknormalen DC-Mot. brauchst Du das alles nicht:
Ganz im Gegenteil kannst Du ihn (nahezu ohne Last) hochlaufen lassen,
bis eine Fliehkraftkupplung greift und Du ihn (nahezu) mit seinen
Nenndaten betreiben kannst.
Womit Du auch das ganz generelle Problem von Mot. (mangelhaften Anzuges
beim Anlaufen) elegant "umschiffen" kannst.
Grüße
L. H. schrieb:> Möglich ist sowas allemal, z.B. bei 3000U/min, hinreichende> Kraftschlüssigkeit erzwingen zu können.L. H. schrieb:> Bei einem stinknormalen DC-Mot. brauchst Du das alles nicht:> Ganz im Gegenteil kannst Du ihn (nahezu ohne Last) hochlaufen lassen,> bis eine Fliehkraftkupplung greift und Du ihn (nahezu) mit seinen> Nenndaten betreiben kannst.> Womit Du auch das ganz generelle Problem von Mot. (mangelhaften Anzuges> beim Anlaufen) elegant "umschiffen" kannst.
Und dann ziehst du in 1-2 Sekunden das Gewicht hoch, mit deinem DC-Motor
ohne Getriebe bei 3000U/min? Ob das die Uhr mitmacht...
Ohne das Gewicht zu kennen ist's geraten, aber NEMA17 sollte reichen.
Warum nicht direkt unter der Uhr, mit einem Kettenrad oder einem
umschlungen Spill die Uhrkette antreiben?
butsu schrieb:> Und dann ziehst du in 1-2 Sekunden das Gewicht hoch, mit deinem DC-Motor> ohne Getriebe bei 3000U/min? Ob das die Uhr mitmacht...
Naja, das sind ja nur 50U/s - wenn überhaupt. ;)
Soll heißen:
Genau so, wie bei einer Kettensäge auch, kann man Rutschkupplungen auf
ihren Griff (bezogen auf eine ganz bestimmte Drehzahl) an sich
x-beliebig "einstellen".
Klar:
Das geht zu Lasten der Kupplungs-(Reib-)Beläge.
Doch wen interessiert das denn schon?
Immer noch "heiligt" der Zweck die Mittel. :)
Und wenn ein bestimmter Zweck erreicht werden können soll, macht man das
mit den einfachsten Mitteln.
Hier:
Möglichst nur mit Ein/Aus eines DC-Mot., wobei das Aus auch durch eine
Gabellichtschranke erfolgen kann.
Per "Geber-Fahne" o.ä., angebracht am "Zug-Ende" der Kette, die ja an
sich "verwindungsfrei" läuft.
Komplett "abgespeckt" braucht man nicht mal das:
Man kann durchaus den E-Mot. auch im 24h-Intervall eine bestimmte Zeit
laufen lassen.
Wozu man auch nicht mal einen Mikrocontroller braucht.
Denn eine einigermaßen präzise Schaltuhr mit Reitern tut es auch.
Wobei die Laufzeit des Mot. eigentlich auch kaum kritisch ist:
Man baut halt eine Blockierung des hochgezogenen Gewichtes an der
gewünschten max. Höhenposition von ihm ein.
Was zwangsläufig zur Folge hat, daß die Rutschkupplung einige Zeit
"durchdrehen" könnte.
Na und - ist das irgendein Problem?
Grüße
Um mal den Ursprungsbeitrag aufzugreifen:
Aus einem Laserdrucker habe ich noch irgend wo zwei Schaltbare
Kupplungen liegen, Strom aus: Ausgang dreht frei, Strom ein: Eingang und
Ausgang sind starr miteinander verbunden.
Leider habe ich keine Daten von den Teilen. Aber sie sind ca. 30mm im
Durchmesser und ebenso lang und werden mit 24VDC angesteuert.
Leider bin ich gerade nicht da, wo ich die liegen habe, da komme ich
erst nächste Woche wieder hin, sonst könnte ich sie mal ablichten.
Aber wenn es sich um ein einmaliges Projekt handelt, würde ich dem TO
raten, sich mal nach einem defekten Laserdrucker der oberen Preisklasse
um zusehen und diesen auszuschlachten.
Da sind auch noch andere Bauteile drinne, die sich eventuell verwursteln
lassen.
Frank
Oh. Mein. Gott.
Was sich hier für Ideen überschlagen.
Rutschkupplung: Ja genau. Die muß man so einstellen, daß sie dem
langsamen Abspulen durch die Gewichtskraft keinen Widerstand
entgegenstellt, aber bei Motorbetrieb das Gewicht hochziehen kann. Jaja.
Freilauf: Muß das Gewicht hochziehen können, aber das Gewicht
runterlassen. Jaja.
Fliehkraftkupplung von der Kettensäge: Genau das will der TO an seiner
Kuckucksuhr. Ein mechanisches Monster.
Außerdem brauchen Fliehkraftkupplungen ordentliche Drehzahl - deshalb
muß danach noch eine große Übersetzung rein bis zur gemütlich drehenden
Seilrolle. Die Reibungskräfte in dieser Übersetzung können den Lauf der
Uhr schon wieder behindern.
Ich vermute, der TO hat sich schon verabschiedet.
Falls nicht, hier zwei Vorschläge von mir:
1. Ähnlich wie ein Anlasser eingerückt wird, kann ein kleiner
Modellbauservo einen Getriebemotor mit seinem Ritzel auf das große
Zahnrad an der Seilrolle drücken. Eine aktiv, mechanisch geschaltete
Kupplung. Wenn der Servo das Antriebsritzel vom Zahnrad weghält, ist die
Seilrolle absolut reibungsam freilaufend. Nur so wird es gehen. Ist
natürlich ein bißchen Konstruktions/Bauaufwand.
2. Noch eine verwegene Idee: Drehdämpfer mit Silikonöl-Füllung. Zum
Beispiel so einer hier:
https://de.misumi-ec.com/vona2/detail/221000019735/?rid=rid3
Da der Lauf der Uhr sehr sehr langsam ist, könnte dessen Reibung fast
Null sein. Beim Aufziehen hat man zwar Schlupf, aber den kann man
kompensieren, indem man die Wegmessung erst nach der Reibkupplung,
direkt an der Seiltrommel macht.
Blechbieger schrieb:> Zurückdrehen hätte dagegen das> Problem dass danach die abgewickelte Schnur rumbaumelt.
nimmt man einen Schrittmotor ggf. mit Getriebe kann man den so
zurücklaufen lassen, dass das Seil lose ist, aber nicht herumbaumelt.
Die Ablaufgeschwindigkeit ist ja bekannt und ein µC ist auch vorhanden,
der das genau steuern kann.
Für das Gangwerk simpel, für das Schlagwerk etwas aufwändiger. da wäre
eine RTC für den µC kein Fehler.
Gefällt mir auch. Sozusagen "optimales Pampern" der mechanischen Uhr.
Ich frage mich gerade, ob sie denn auch nach Aufziehen selbständig
wieder anläuft? Ob das Hochziehen eventuell doch halbwegs schnell
vonstatten gehen muß? So wie man mit der Hand zwar sanft startend, aber
doch in einem zügigen ca. 1-2s dauernden Zug die Kette runterzieht?
Nicht daß sich da ein kleines Motörchen 10s lang abmüht und dann hat die
Uhr / das Pendel keinen Schwung mehr.
Noch eine mechanische Idee: Räder mit Lücke greifen die Kette (Kette
ggf. verlängert) und ziehen immer nur so circa 20cm. Wenn die Räder auf
Lücke stehenbleiben, lassen sie die Kette komplett frei.
Tja, der TO scheint nicht mehr hier zu sein, schade...
Ich finde den Ansatz mit dem Schrittmotor gut. Seilrolle auf der Welle
und fertig. Allerdings glaube ich, dass Zurückdrehen nach dem Aufziehen
zu Seilsalat führt. Ich denke, man müsste den Motorstrom abschalten und
den Motor von der Uhr zurückziehen lassen. Problem wird sein, dass das
Rastmoment eines Schrittmotors dazu zu gross sein wird.
Man muss also ein möglichst kleines Rastmoment bei möglichst grossem
Antriebsmoment erreichen. Da man das Moment an die benötigte Zugkraft
über den Durchmesser der Seilrolle anpassen kann, geht es also nur um
ein möglichst grosses Verhältnis Antriebs/Rastmoment. Bei gegebenem
Rastmoment (wenn der Motor fix ist), muss man versuchen, das
Antriebsmoment zu maximieren, also vielleicht einfach für die paar
Sekunden den doppelten Strom durch den Motor. Zur Anpassung an die Uhr
würde ich per 3D-Drucker verschiedene Seilrollen drucken und schauen,
welche am besten passt.
Meiner Erfahrung haben BLDC-Motore ein noch geringeres Rastmoment. Man
könnte also einen BLDC im Schrittmotorbetrieb ansteuern (z.B. mit 1/256
Mikroschritt), wozu man irgend eine fertige Endstufe nehmen kann.
Frank B. schrieb:> Aus einem Laserdrucker habe ich noch irgend wo zwei Schaltbare> Kupplungen liegen, Strom aus: Ausgang dreht frei, Strom ein: Eingang und> Ausgang sind starr miteinander verbunden.> Leider habe ich keine Daten von den Teilen. Aber sie sind ca. 30mm im> Durchmesser und ebenso lang und werden mit 24VDC angesteuert.>> Leider bin ich gerade nicht da, wo ich die liegen habe, da komme ich> erst nächste Woche wieder hin, sonst könnte ich sie mal ablichten.
Klingt gut, und es wäre schön, wenn Du Dir die Mühe machen würdest,
Fotos davon hier einzustellen.
Vielleicht kann man aus den Bildern das Funktions-Prinzip entnehmen?
Mich interessiert das nämlich. ;)
Zumal es mich dazu anregte, nochmal das hier vom TE zu überdenken:
Mike schrieb:> Mein Problem ist, dass die handelsüblichen Getriebemotoren beim> "Rückwärtsdrehen" zu schwergängig sind. Ist der Aufziehvorgang beendet,> schaffen es die Uhrgewichte nicht, beim Abspulen die Winde zu drehen und> die Uhr bleibt stehen.> Hier wäre eine Kupplung gefragt, die den Motor nur dann an die Winde> koppelt, wenn letzterer bestromt ist. Meine erste Idee wäre eine kleine> Magnetkupplung, die parallel zum Motor angesteuert wird. Allerdings kann> ich auf dem Markt nur Teile aus dem KFZ-Bereich finden, diese sind für> mein Projekt aber viel zu groß.> Käme auch eine rein mechanische Lösung in Betracht, also eine Kupplung,> die nur dann greift, wenn sich der Motor dreht? Wenn ja, wo kann man so> etwas käuflich erwerben?
Eine mechanische Lösung kommt natürlich auch dafür in Betracht, wenn man
einen Getriebemot. einsetzen will und kann.
Der zweifellos auch Vorteile hat, wenn - wie hier - zwei Gewichte
hochzuziehen sind.
Denn Getr.mot. laufen an der Abtriebswelle langsam mit hohem Drehmoment.
Eine schaltbare Kupplung zur Lösung des Problems kann man sich auch mit
relativ wenig Aufwand selbst bauen, wenn man keine findet/kaufen kann,
deren Größe einem taugt. ;)
Und zwar in Form einer Klauenkupplung, die bei zwei zu koppelnden Wellen
als schaltbare Wellenkupplung bezeichnet wird.
Sieht z.B. so aus:
http://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=SFLA1E3T&id=C078553046ED34C372031F31CC026562B4BC48E8&thid=OIP.SFLA1E3Tv74nB8sdicJ_ngHaE8&mediaurl=http%3a%2f%2fwww.lenze-selection.com%2ffileadmin%2f_processed_%2fcsm_Lenze-Selection-Klauenkupplung-ROTEX-SD_6bf8477975.jpg&exph=534&expw=800&q=schaltbare+wellenkupplung&simid=608007032053630595&selectedIndex=53&ajaxhist=0
Das orangefarbige Teil (in der Mitte) ist ein Dämpfungs-Element aus
Kunststoff, das man aber nicht unbedingt braucht.
Das linksseitige Teil ist das verschiebbare Kupplungsteil.
Verschoben wird es i.d.R. durch eine Art "Schaltgabel", die in die
Ringnut eingreift.
Ähnlich, wie das auch bei KFZ-Getrieben gemacht wird.
So eine Schaltgabel kann man natürlich auch per Zugmagnet betätigen;
d.h. ohne weiteres mit dem Einschalten des Getr.mot. "einrasten" lassen.
Bis der Mot. abgeschaltet wird, dreht sich dann die angekuppelte Welle
in der selben Drehrichtung mit.
Wird der Mot. abgeschaltet, wird auch der Zugmagnet abgeschaltet.
Wobei das Kupplungsteil über eine Rückholfeder "ausgerastet" wird.
Nachdem hier von zwei Gewichten die Rede ist, sind (vermutlich) auch
zwei Seilrollen erforderlich.
D.h. ein gewisser Bauaufwand dafür ist ohnehin erforderlich.
Ebenso, wie der Getr.mot. den ganzen Sums ja antreiben können muß bzw.
zur Seilrollenwelle (starr) orientiert werden muß.
Denke, dann kann man da auch unproblematisch noch eine Kupplung mitsamt
Schaltgabel und Zugmagnet dafür integrieren. :)
TomH schrieb:> Was sich hier für Ideen überschlagen.
Ist doch i.O.
Machst ja auch dabei mit - so soll es ja auch sein. :)
>> Rutschkupplung: Ja genau. Die muß man so einstellen, daß sie dem> langsamen Abspulen durch die Gewichtskraft keinen Widerstand> entgegenstellt, aber bei Motorbetrieb das Gewicht hochziehen kann. Jaja.>> Freilauf: Muß das Gewicht hochziehen können, aber das Gewicht> runterlassen. Jaja.
Denke, Du verkennst dabei, daß Fliehkraftkupplungen an sich ein
"Zwitter" sind:
Nur Rutschkupplungen bis zu einer gewissen Drehzahl.
Wird die überschritten, greifen ihre "Bremsbeläge" (weiter ist das
nämlich gar nichts) "voll".
Fällt die Drehzahl unter die für das Rutschkuppeln, findet keinerlei
Kraftübertragung mehr statt. => Freilauf der "Antriebsglocke".
>> Fliehkraftkupplung von der Kettensäge: Genau das will der TO an seiner> Kuckucksuhr. Ein mechanisches Monster.
Ich weiß ja nun nicht, welche Vorstellungen Du vom Antrieb für zwei
Seilrollen hast.
Kenne auch nicht die Gegebenheiten der konkreten Kuckucksuhr.
Logisch ist für mich nur, daß eine gewisse Aufbauhöhe zwangsläufig
erforderlich ist - völlig egal, welche Lösung man nun bevorzugt.
Du befindest Dich übrigens im Irrtum in der Annahme, daß
Fliehkraftkupplungen nur bei hohen Drehzahlen funktionieren.
Weil das "Ausrücken" der "Bremsbeläge" einerseits eine Frage ihrer
Massen und andererseits deren Umfangsgeschwindigkeit ist.
Soll heißen:
Du kannst auch ohne weiteres eine Fliehkraftkupplung bauen, die z.B. bei
3000U/min "voll" greift.
Dabei muß nur die Antriebsglocke einen adäquaten D haben.
Ist doch kein grundsätzliches Problem:
Haut man halt ein Loch in's Mauerwerk, um den Platz dafür schaffen zu
können.
Du sprichst von einem "mechanischen Monster" und entwickelst allerlei
Ideen, die vielleicht auch tauglich sein mögen.
Was mich dabei jedoch etwas stört, ist, daß Du damit den Eindruck
erwecken willst, daß dafür kein "monströser" Platzbedarf erforderlich
sei.
Für Deine Vorschläge 1. und 2. brauchst Du doch auch Platz/Aufbauhöhe.
Oder etwa nicht?
Schlage vor, daß wir uns darauf einigen:
Wo eine Kuckucksuhr ist, dürfte auch ein Sofa vorhanden sein.
Und das schiebt man halt vor die ganze "Aufzieh-Mechanik", damit man den
ganzen Stilbruch einigermaßen "kaschieren" kann. :D
Machen wir also weiter mit den Ideen, damit sich jeder das
"herauspicken" kann, was er ggf. für am besten tauglich hält.
Grüße
Warum das Rad denn neu erfinden?
Die Kupplung muss doch gar nicht schaltbar sein, sondern in einer
Richtung greifen und in der anderen leerlaufen.
Das gibt es doch längst, und zwar in jedem x-beliebigen
Ratschenschraubendreher. Die kosten nicht viel, und wenn man alles
überflüssige entfernt, dann dürfte die Ratscheneinheit auch sehr klein
werden.
Für 3000 Umdrehungen aufwärts vielleicht nicht ganz ideal, aber für eine
Umdrehung pro Stunde - also bitte.
Zunächst einmal vielen Dank für die vielen Ideen! Eine Standardlösung
für dieses Problem scheint es also nicht zu geben. Hier noch ein paar
Daten:
Die Gewichte der Uhr haben eine Masse von ca. 375g, berücksichtigt man
die Reibung im Ketttenrad der Uhr mit, müssen also ca. 5 N Zugkraft
aufgebracht werden. Allerdings muss der Aufziehvorgang recht schnell
vonstatten gehen, da sonst das Uhrpendel mangels Antriebskraft stehen
bleibt. Es ist eine Geschwindigkeit am Faden von ca. 1m/s erforderlich.
Ich habe diesen Motor ins Auge gefasst:
https://www.conrad.de/de/hochleistungsgetriebemotor-12-v-modelcraft-rb350018-2a723r-181-233131.html#technicaldetail
Bei 333 U/min müsste ein Windenscheibenradius von 30mm die gewünschte
Geschwindigkeit geben, das Drehmoment von 2 Nm sollte ebenfalls locker
reichen, benötigt werden nur 0.15Nm. Aus dem Datenblatt werde ich aber
nicht so recht schlau, was bedeutet die Maßeinheit kgf? Ein schnellerer
Motor (ca. 1000 U/min) wäre besser, da die Windenscheibe kleiner gemacht
werden könnte, ich konnte aber nichts Geeignetes finden.
Bleibt also noch das Ausgangsproblem der Entkopplung des Motors. Meiner
Meinung nach ist die Idee, den Motor rückwärts drehen zu lassen, die
beste. Allerdings muss ein Abwickeln des Zugfadens verhindert werden, um
ein Verheddern zu vermeiden. Meine jetztige Idee ist es, eine zweite,
mit einem kleinen Gewicht belastete Rolle zu verwenden, die den Faden
straff hält aber andererseits nur so wenig Gegenkraft ausübt, dass die
Uhr nicht ausgebremst wird. Die Position des Gewichtes könnte mit einer
Lichtschranke überwacht werden und damit die Rückwärtsdrehung gesteuert
werden. Allerdings müsste die Rolle irgendwie noch geführt werden, um
ein Hochschnellen und Abspringen während des Aufziehvorgangs zu
vermeiden. Ich habe das ganze mall skizziert. Alternative wäre, die
Rolle an einem federbelasteten Hebel anzubringen.
>Das gibt es doch längst, und zwar in jedem x-beliebigen Ratschenschraubendreher.
Die kosten nicht viel, und wenn man alles überflüssige entfernt, dann dürfte die
Ratscheneinheit auch sehr klein werden.
Klassische Freilauf- bzw. Ratschengetriebe funktionieren hier leider
nicht, da sie keine Rückwärtsdrehung des Abtriebs erlauben. Bei
Motorstillstand liesse sich die Winde zwar in gleicher (Aufzieh-)
Richtung weiter bewegen, beim Abspulen ist aber eine Drehung in
umgekehrter Richtung erforderlich.
Fliehkraftkupplungen gibt es doch auch im Modellbau? Die sind nicht
allzu groß.
Ansonsten ist die Idee mit der Klauenkupplung auch ganz nett, aber da
stelle ich mir die Frage nach der Haltbarkeit, wenn die Mechanik jeden
Tag entsprechend bewegt wird.
Ich würde auch wie schon von jemandem hier erwähnt einfach einen
Schrittmotor nehmen (Getriebemotor geht auch), eine Trommel fest auf die
Achse machen dann eine 2te Trommel drüberschieben mit geringfügig
größerem Durchmesser, auf der das Seil aufrollt, dann zwichen beide
dieses "Cassettendeck-Dämpfungs-Fett" auftragen.
bei genug Frehzahl ist das nahezu eine starre Verbindung, bei langsamem
ablauf der Uhr hat es fast keine Reibung. Problem gelöst.
Michael.
kgf = kilogram-force, ist eine Krafteinheit.
Wie weit sind die beiden Ketten auseinander?
Zwei Seilrollen nebeneinander möglich bzw. angebracht?
Wie weit ist die der Wand am nähesten Kette von der entfernt?
Grüße
Sah eben im Datenblatt nach.
Bei der Zeichnung zu den Abmessungen fiel mir auf, daß die Abtriebswelle
dort anders dargestellt ist als sie bei dem zugehörigen Bild
(Schrägansicht des Mot.) aussieht.
Die an sich bessere und vielseitiger nutzbare Wellengestaltung ist die
in der technischen Zeichnung angegebene.
Sebastian M. schrieb:> Skizze - soll nur Schema verdeutlichen.> Motor nach dem Aufziehen im freien parken, dann kann die Uhr mit der> Schnur machen was sie will.
Das mit dem im Freiraum parken hattest Du schon viel w.o. beschrieben.
Verständlicher ist es nun durch die Skizze.
Ist auch eine gute Idee, das "Kupplungsproblem" so zu lösen.
Einfach und zuverlässig durch Linear-Verschiebung des Mot.
Die beiden Wellen (von Mot. und Seiltrommel) müssen bei Deiner Skizze
fluchtend liegen, weshalb auch nur ein einziger (roter) Mitnehmer-Stift
ausreichend ist.
Der sollte aber vorn abgeschrägt bis spitz sein.
Genau so wie an der grünen Scheibe (für das problemlose Einfahren des
Stiftes in die "Lücken") Schrägen angebracht werden müssen.
Sind alles Kleinigkeiten, die dem Prinzip "geschuldet" sind, den Mot.
mit dem Einschalten von ihm gleichzeitig (per el. Zugmagnet) "einfahren"
und mit dem Ausschalten auch wieder "ausfahren" zu können.
Sofern man das überhaupt so machen will.
Sah mir mal die L des angedachten Getr.mot. an:
Sind 87mm (ohne L der Abtriebswelle).
Insgesamt (mit Seiltrommel(n?) wird man dann bei einer Aufbauhöhe von
über 100mm landen.
Realistisch gesehen muß man den Mot. ohnehin irgendwo
anschrauben/festsetzen.
Dann kann man den auch gleich auf eine leichtgängige Linearführung
setzen. ;)
Weil die Linearführung nämlich auch eines erlaubt:
Die Abtriebswelle senkrecht zur Seiltrommelwelle anzuordnen, um die
Aufbauhöhe minimieren zu können.
Aus Gründen der sicheren Aufwickelbarkeit der Nylonseile sollte die
Seiltrommelwelle jedenfalls senkrecht zur Wand angeordnet sein.
Die Linearführung incl. Mot. kann aber auch parallel zur Wand angeordnet
sein.
Kraftübertragung zwischen den beiden Wellen per Kegelzahnrädern.
https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Bevel_gears?uselang=de
Damit lassen sich sogar auch noch gewünschte Über- oder Untersetzungen
realisieren. ;)
Mike schrieb:> Ein schnellerer> Motor (ca. 1000 U/min) wäre besser, da die Windenscheibe kleiner gemacht> werden könnte, ich konnte aber nichts Geeignetes finden.
Davon würde ich mich gedanklich nicht leiten lassen, weil es an sich gar
keine große Rolle spielt, wie groß der D der Seiltrommel(n) ist.
Denn die Seiltrommelwelle liegt eh senkrecht zur Wand.
jz23 schrieb:> Ansonsten ist die Idee mit der Klauenkupplung auch ganz nett, aber da> stelle ich mir die Frage nach der Haltbarkeit, wenn die Mechanik jeden> Tag entsprechend bewegt wird.
Die Haltbarkeit ist an sich kein Problem.
Wg. der leichteren Bearbeitbarkeit kann man auch DURAL dafür verwenden.
Hat ca. 500N/mm2.
Michael B. schrieb:> dann zwichen beide> dieses "Cassettendeck-Dämpfungs-Fett" auftragen.> bei genug Frehzahl ist das nahezu eine starre Verbindung, bei langsamem> ablauf der Uhr hat es fast keine Reibung. Problem gelöst.
Was genau meinst Du denn damit?
Und wie viele N sind damit max. übertragbar?
Hängt doch sicher auch von Spalt-Breiten und -Längen ab.
Könntest Du dazu bitte einen Datenblatt-Link angeben?
Grüße
L. H. schrieb:> Was genau meinst Du denn damit?> Und wie viele N sind damit max. übertragbar?> Hängt doch sicher auch von Spalt-Breiten und -Längen ab.> Könntest Du dazu bitte einen Datenblatt-Link angeben?https://www.nyelubricants.com/damping-greases
Reicht Dir das?
Michael
Mike schrieb:> Allerdings muss der Aufziehvorgang recht schnell> vonstatten gehen, da sonst das Uhrpendel mangels Antriebskraft stehen> bleibt.
Mit dem Vorschlage von
Sebastian M. schrieb:> Skizze - soll nur Schema verdeutlichen.> Motor nach dem Aufziehen im freien parken, dann kann die Uhr mit der> Schnur machen was sie will.
wäre das kaum ein Problem. Da kann der Antrieb verhältnismäßig langsam
sein, weil dazwischen immer wieder Pause ist und die Uhr wieder
angetrieben wird.
Es dauert dann halt etwas länger, bis vollständig aufgezogen ist. Und
man muss die Leerlaufstellung des Motors detektieren.
Mir gefällt diese Lösung ganz gut.
Michael B. schrieb:> https://www.nyelubricants.com/damping-greases>> Reicht Dir das?
Ja, für den Einstieg in die Materie reicht das völlig.
Und danke für den Link. :)
TomH hatte ja weiter oben auch einen Link in diese Richtung gegeben, den
ich mir auch bzgl. übertragbarer Drehmomente ansah.
Das war da zwar nicht recht viel, aber das mag auch nur an der Baugröße
liegen.
Sowas kann man ja auch entspr. größer bauen.
Bestechend ist an dieser Möglichkeit nicht nur, daß bei Stillstand des
Motors der Freilauf in entgegengesetzter Richtung ohne weiteres
ermöglicht werden kann, sondern auch viel mehr noch etwas ganz anderes:
Nämlich, daß beim Anlauf des Motors sich die Kraftübertragung von 0
beginnend mit dem Hochdrehen des Motors progressiv entwickelt.
Das ist nicht nur vorteilhaft, um die bekannten Anlaufschwächen von
schnell laufenden E-Mot. kompensieren zu können, sondern auch, um
ruckartige Kräfte, hier auf die Ketten bzw. die gesamte Kuckucksuhr,
unterbinden zu können.
Solche Kräfte können bei schlagartigem mechanischen Einkuppeln durchaus
entstehen. Mit entspr. unerwünschten Folgen.
Sicher könnte man hier an der Verbindungsstelle Nylonseil/Kette eine
Feder zwischenschalten, um wenigstens dort für Dämpfung sorgen zu
können.
Ändert aber auch nichts daran, daß an der eigentlichen Kupplungsstelle
unerwünschte und materialverschleißende Folgen auftreten können.
Insofern ist die von TomH und Dir angedachte Kupplungs-Möglichkeit
(vermutlich) überlegen bis ideal.
Grüße
Statt eines Fadens an dem Gewicht würde ich eine Fadenumlauf ähnlich der
Fadenführung eines alten Radios verwenden. Statt Drehko den
Getriebemotor.
In dem umlaufenden Faden ist dann eine Schlaufe, die das Gewicht nach
unten zieht und dann wieder hochfährt.
Drei Endlagenschalter (Gewicht oben, Schlaufe und Gewicht unten,
Schlaufe oben) als Magnetschalter, dazu die Spannungsversorgung und
zwei, drei Relais fertig :)
(ja, ja ok, also Lichtschranken, H-Brücke und µC ;) )
Schönes WE Henrik
