Spindel- oder Zahnriemenantrieb

#2907990
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Hallo, ich will einen Schlitten auf einer Länge von 500mm bewegen.
Der Schlitten wird mit ungefähr 300gr belastet.
Meine Überlegung ist nun, das der Schlitten auf einem Metallstab und 
einer Trapezspindel liegt. Durch die Spindel wird der Schlitten dann 
bewegt.
Der andere Gedanke wäre, dass man zwei Metallstäbe nimmt und den 
Schlitten über einen langen Zahnriemen mit einem Motor verbindet.
Was hat denn mehr Sinn?
Gast #2908041
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Kommt darauf an was der Schlitten für eine Aufgabe zu verrichten hat. 
Ein Druckerkopf zb.wird auch über einen Zahnriemen bewegt.Wichtig sind 
mal die Haltekräfte des Antriebmotors wenn der Schlitten belastet wird. 
Bei einer Spindel spielt das keine Rolle.Detailinfos wären nicht 
schlecht...
#2908398
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Hallo,
ihr habt recht...da fehlen noch ein paar Details. Der Schlitten wird die 
Abmessung von 13x13cm haben. Darauf befindet sich noch ein Motor, der 
ein Plastikspule hoch bzw runterfährt.
Es reicht, wenn sich der Schlitten auf +-5mm positionieren lässt. 
Dachte, das man neben der Stange Gabellichtschranken macht und der 
Schlitten stoppt dann an der ersten, wartet kurz und fährt dann an die 
zweite  etc
Ich dachte schon, dass ich die Spindel dann quasi als zweites Lager 
nehme.
Bei ebay gibt es die Stangen mit 12mm Durchmesser. Das müsste doch 
eigentlich reichen. Wie gesagt, der Schlitten wiegt nicht sehr viel
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Gast #2908478
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Max .x schrieb:
> Meine Überlegung ist nun, das der Schlitten auf einem Metallstab und
> einer Trapezspindel liegt.
>
> Was hat denn mehr Sinn?
Eher nicht. Die Spindel ist ausschließlich für den Antrieb da und muss 
frei laufen können. Damit der Schlitten nicht verkantet, muss die 
Spindel außerdem mittig angreifen.
Gast #2908578
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Max .x schrieb:
> Bei ebay gibt es die Stangen mit 12mm Durchmesser.

Bei deinen Vorgaben könnte man die Version "billig" benutzen und eine 
ganz normale Gewindespindel mit einem metrischen Gewinde benutzen.Für 
die Lager würde ich Alu Stehlager benutzen und drin Sinter Gleitlager 
einspannen.Darf es teuerer sein ,dann eben Linearlager mit 
Kugebuchsen.Kunststoffgleitlager gäbe es auch noch.Wichtig ,die Spindel 
muß mittig ziehen und drücken.
#2908587
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Max .x schrieb:
> Bei ebay gibt es die Stangen mit 12mm Durchmesser. Das müsste doch
> eigentlich reichen. Wie gesagt, der Schlitten wiegt nicht sehr viel

Müsste man rechnen wie viel sie sich durchbiegen, und ob das ok ist. Vom 
gefühl her (bin keim Maschinenbauer) würde ich sagen reicht wenn es 
Silberstahl o.Ä. ist.
Da du keine so große Positioniergenauigkeit hast wäre doch ein Stepper 
mit Zahnriemen ganz ok.
Eine Spindel als Lager zu benutzen ist eher keine gute Idee.
Gast #2908628
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Zur Lagerung würde ich sowas verwenden:
http://www.ebay.de/itm/Linearfuhrung-Supported-Rail-SBS12-600mm-lang-CNC-/271073277748?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item3f1d39f734
Die metallstäbe, die du in deinem Bild eingezeichnet hast sind eindeutig 
zu dünn. Die Biegen sich durch was zu einem schlechten gleiten und 
erhöhtem Verschleiß führt. Ob du einen Riemen oder eine Spindel 
verwendest hängt auch von deinen Geschwindigkeitsnforderungen ab. Eine 
Spindel mit 1,5er Steigung braucht für die 500 mm 330 Umdrehungen. Macht 
bei 3000 U/min ca. 7 Sekunden und eine Gewindestange aus dem Baumarkt 
(Festigkeitsklasse 4.6, was besseres gibt es da nicht) macht das nicht 
lange mit.
Gast #2908644
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Eine Spindel würde ich in die Schublade: Langsam, kräftig, genau, schwer 
aber empfindlich, stecken.
Einen Riemen in die Schublade: Schnell, leicht, einfach zu warten, 
leicht elastisch, günstig, aber nicht so hoch belastbar und auf keinen 
Fall selbstsperrend, stecken.
Gast #2908662
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@Maxx
Noch etwas.
Wenn ich mir Deine Zeichnung so anschaue, so sehe keinen Grund deine 
Schienen/Stangen nicht zu unterstützen. So Du darauf "rollen" willst. 
Dann können sie, wenn sie kein wichtiges Konstruktionselement sind, 
relativ dünn bleiben.

Wenn man die Umlenkzahnräder geschickt wählt (Durchmesser), so kann man 
mit einem 10-Gang-Poti eine kostengünstige Positionserkennung 
implementieren.

Man vergisst es leicht. Die natürliche "Richtung" eines Antriebsmotores 
ist beim Riemen, quer zu Fahrtrichtung (eventuell breiter, ausgehend von 
einer imaginären Mitte) und bei der 
Gewinde-/Trapez-/Was-Auch-Immer-Stange in der Längsrichtung (länger, in 
der Zentralrichtung).
Für die Erbsenzähler: Mir ist bekannt, dass es Winkelgetriebe gibt, aber 
auch was diese kosten.
Gast #2908704
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mein tipp:

zahnriemen und passende zahnriemenräder von modellhubschraubern besorgen 
(ebay).

diese riemen sind absolut robust und sehr günstig, außerdem auch in 
entsprechenden größen verfügbar (für großmodell-hubschrauber).

als antrieb empfehle ich eine achse, bei der rechts und links zwei 
schrittmotoren befestigt sind.

bei sauberem aufbau ergeben solche riemen eine wiederholgenauigkeit von 
weit besser als 0,2mm.


z.b. hier:
http://www.ebay.de/itm/Zahnriemen-Heckriemen-fur-Heckrotor-T-Rex-500-CopterX-/170465761444?pt=RC_Modellbau&hash=item27b08d18a4

http://www.ebay.de/itm/Heckriemen-Zahnriemen-Antriebsriemen-T-Rex-500-CopterX-/150562047871?pt=RC_Modellbau&hash=item230e32877f



http://www.ebay.de/itm/H60079-ALIGN-T-Rex-600-Heckrotorwelle-CNC-Alu-Zahnriemenrad-/140872779243?pt=RC_Modellbau&hash=item20ccac05eb
Gast #2908728
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>Falls der Schlitten öfter

Gute Potis sind mit Zyklenzahl von 10 hoch 6 spezifiziert. Ich gehe mal 
davon aus, das bis dahin alles Mögliche kaputt geht und das Poti noch 
"lacht". Ich glaube das haben die Hersteller recht gut im Griff. Ob das 
allerdings auch auf das 20 Cent-Ramsch-Poti zutrifft weiß ich nicht.

Übrigens: "Bezahlbare" Potis haben um die 0,5% Genauigkeit. Das reicht, 
zumindest theoretisch, für eine  Positioniergenauigkeit von 2,5 mm. Noch 
genauere gibt es bis 0,1 %, was dann 0,5 mm entspricht. Die sind aber 
nicht ganz billig.
#2908734
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amateur schrieb:
>>Falls der Schlitten öfter
>
> Gute Potis sind mit Zyklenzahl von 10 hoch 6 spezifiziert. Ich gehe mal
> davon aus, das bis dahin alles Mögliche kaputt geht und das Poti noch
> "lacht".

Naja, nicht funktionierende Potis sind in NF-Verstärkern ein häufiges
Problem. Und das nicht erst nach 10 E 6 Drehungen. Ob die angedachten
Wendelpotis da mehr abkönnen, weiss ich nicht. Z.B. in einem Drucker-
schlitten würde ich die jedenfalls nicht einsetzen.
Gruss
Harald
#2908849
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Max .x schrieb:
> Ich dachte schon, dass ich die Spindel dann quasi als zweites Lager
> nehme.

Kann man machen wenn keine zusätzlichen Kräfte auftreten die die
Spindel belasten. Man muss eben nur drauf achten das die Spindel
nicht "frist" und dann versucht die Drehbewegung auf den Schlitten
zu übertragen der dann den Hubmechanismus dir um die Ohren haut.
Folgende Kriterien sollten bei so einer Konstruktion bedacht werden:
Das ist einerseits die Positionsgeschwindigkeit, dann die 
Positioniergenauigkeit und die Masse die bewegt werden
soll. Die ersten beiden Kriterien sind Größen die gegeneinander
wirken. Man kann da nur das eine oder das andere haben. Beides
wäre zwar auch möglich, würde die Konstruktion aber deutlich teurer
machen. Was die Masse angeht, so beeinflusst die die Antriebsleistung,
den Spindelquerschnitt und die Länge der Spindel. Auch die Art
der Lagerung ist da nicht ganz unwichtig.
Nach den Vorgaben wäre ein Zahnriemen mit Gleichstrommotor der dann
über Lichtschranken gesteuert wird wohl die beste Lösung und schnell
dürfte das ganze dann auch sein. +/-5mm sind da gar kein Thema.
Eine Spindel ginge zwar auch, aber könnte auf Dauer nicht mit 3000U/min
betrieben werden. Da würde es über kurz und lang Schmierprobleme geben,
die Mutter überhitzen und fressen. Ansonsten müsste es eine 
Kugelumlaufspindel sein die aber auch ihren Preis hätte und für die 
Genauigkeit übertrieben wäre. Die könnte dann auf Dauer mit so hohen
Geschwindigkeiten gefahren werden. Es wäre also noch zu klären
mit welcher Geschwindigkeit sich das ganze bewegen soll?
Gast #2908961
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>Naja, nicht funktionierende Potis

Bei allen Verstärkern die ich reparieren musste, hatte ich das Gefühl, 
dass der Zahn-der-Zeit (Luftfeuchte, Nikotin u. Ä. an halboffenen Potis) 
daran herum geknabbert hat und nicht der Kollege "Verschleiß". Die 
10-Gang-Potis, die ich kenne, sind aber fast Dicht.
#2908969
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oszi40 schrieb:
> Zieht schräg und könnte klemmen.

Nur wenn die Kräfte den Grenzlastbereich übersteigen, aber
sicher nicht bei dieser Konstruktion. Da müsste schon ein
Kugellager auf der zweiten Schiene blockieren und dann ist
es eh egal, weil es sowieso repariert werden muss. Wenn die
Betriebsparameter eingehalten werden, geht das schon.
Ist schließlich keine Fräsmaschine mit enormen Gegenkräften.
#2909497
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Wow, erstmal vielen Dank für die ganzen konstruktiven Ideen!! 
Großartig!
Ich war heute in der Holzwerkstatt und habe mal ein Gerüst gebaut.
Die Geschwindigkeit ist auch eher nicht so kritisch. Sollte nicht zu 
lange dauern, aber wenn 10cm in ca 2Sekunden angefahren werden könnte, 
wäre das schon gut.
Diese Linearführungen sehen ja schon gut aus, aber sind dann doch plus 
dem Zahnriemen, Rad dann doch recht teuer. Aber das wäre wahrscheinlich 
schon besser als eine Spindel, wobei mir das eigentlich besser gefallen 
würde, weil es doch kompakter ist und es auch günstiger sein dürfte.
Muss ich mich mal umschauen, was des da alles gibt. Auf den Schlitten 
muss ja auch noch ein Konstrukt, um die Plastikspule hochheben zu 
können.
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Gast #2909551
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> Diese Linearführungen sehen ja schon gut aus,

Meiner Meinnung nach baut man für so was einen Tintendrucker
vom Schrott um, in der nötigen Breite DIN A3, beispielsweise
Epson haben teilweise sehr grosse Kopfschlitten.

Da ist Motor, Zahnriemen, Spannfeder, Schlitten, Führung,
und ggf. ein Incrementalgeberband für hochgenaue Position
schon dran und man muß nur noch die Elektronik aufbauen
(wobei man den Schrittmotor-Ansteuerchip auch schon hat).
#2909558
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Da dachte ich auch schon dran, bzw einen Kopierer. Könnte ich, bevor ich 
die Sachen bestelle, mal auf einem Wertstoffhof versuchen, ob man sich 
was ausbauen darf. wobei die Führung dann ja wahrscheinlich aus 
Kunststoff ist. So war das zumindest mal bei einem Scanner, den ich 
zerlegt habe.
Wollte das schon etwas schöner bauen. Aber vielleicht könnte man die 
Stangen und Zahnriemen nehmen
Das Programm war irgendeine ältere Version von cinema4d,die ich bei mir 
an der FH hatte...weil gefragt wurde
#2912104
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Den Motor möchte ich ja per Sensor an jedem Abschnitt stoppen. 
Eigentlich dachte ich, dass ich dafür unterhalb des Schlittens einen 
kleinen Streifen befestige. der durch vertieft, eingelassene 
Gabellichtschranken fährt. Nun weiß ich allerdings nicht, wie stark die 
Leds darin streuen. Mit dem ganzen Gerät will ich Film entwickeln und da 
wäre es nicht sehr gut, wenn da Leds im Inneren brennen würden.
Wisst ihr wie sehr die Streuen? Oder sollte ich das besser per Hallgeber 
machen?
#2912205
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Nimm Mikrotaster, am besten gleich einen ganzen Batzen.
Mach das ganze technologisch nicht so kompliziert.
Das ginge zur Not auch mit Teilen von Fischer-Technik.
Anstatt eines Zahnriemens kann man auch eine Nylonschnur
nehmen die man auf eine Trommel aus Mutters Nähkästchen
wickelt. Den guten Ingenieur zeichnet nicht aus das er was
kompliziertes baut, sondern das er dafür eine einfach Lösung mit
einfachen Teilen nutzt. Insbesondere wenn es billig werden soll/muss.
Teuer konstruieren kann ja jeder. Denk mal man Mc Gyver, was der
alles konnte. Der benutze auch triviales Material was er gerade
so fand.
Gast #2912229
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Eine "normale" Lichtschranke hat eigentlich keine "Genauigkeit". Wenn Du 
eine Blende einführst, schattest Du den Empfänger ab. Die tatsächliche 
Schaltschwelle wird von der nachgeschalteten Elektronik bestimmt. Selbst 
billige Teile können Genauigkeiten von weit unter 0,1 mm erreichen. Die 
einzige Bedingung hierbei ist die immer gleiche Anfahrtstrecke. Sprich 
immer die gleiche Blende, aus der gleicher Richtung und für die 
Genauigkeitsfanatiker mit gleicher Geschwindigkeit.
Übrigens: Ich habe bei einem mechanischen 1,25€ Endschalter eine 
Wiederholgenauigkeit von unter 0,2 mm gemessen. Natürlich nur in einer 
Richtung.
Wenn ich mir aber deinen Holzrahmen so anschaue, kann ich mir aber nicht 
vorstellen, dass der Rest der Mechanik da mithalten kann. Dein 
Holzrahmen scheint sauber verarbeitet zu sein und hält bestimmt 10 bis 
20 Kg aus jeder Richtung aus. Ein leichter Druck in der Diagonalen wird 
Dir aber sehr schnell dein Problem verdeutlichen. Das Stichwort hierzu 
lautet Fachwerk.
Gast #2912261
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Ich habe mir gerade einen Monitorauszug (So wie bei Autoradios) mit 
ähnlicher Problematik gebaut.
Als Antrieb habe ich einen Getriebemotor von Conrad genommen, auf dessen 
Achse ein Modul-1-Ritzel steckt. Als Gegenstück verwende ich 
Azetalharz-Zahnstangen vom gleiche Händler. Die sind aber nur 250mm lang 
und anstückeln wird schwierig, da die Stangen nicht immer an der 
gleichen Stelle getrennt wurden. Die Dinger gibt es aber auch länger...
Als Linearlager habe ich einfach mal Schubladenauszüge verwendet.

Man könnte bei dem o.g. Aufbau beidseitig Zahnstangen montieren und 
darauf dann Ritzel laufen lassen, die mit einer Achse verwunden sind 
(ein Differenztial wird man wohl nicht brauchen ;).
Ein Kommilitone hat damals die Räder von Inlinern als Lastrollen 
benutzt...

Die Positionierung mit einem 10-Gangpoti wollte ich auch vorschlagen (da 
ist mir jemand aber zuvor gekommen...).
Man könnte natürlich auch einfach Reed-Relais (oder andere Schalter) an 
den passenden Stellen als Positionsmarken montieren.
So arbeiten die meisten einfachen Fischertechnik-Modelle...
#2912276
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Hallo,
ich meinte eher, ob so eine Gabellichtschranke nicht-sichtbares Licht 
"weiträumig" streut? Wahrscheinlich dann schon, im Prinzip ist es ja 
nichts anderes wie eine Led mit einer anderen Wellenlänge(IR).
Mein Kasten bekommt dann noch eine Verkleidung und muss absolut 
lichtdicht sein. Wenn innen dann fröhlich Leds leuchten sollten, wäre 
das nicht so gut.
Ob das jetzt Taster, Lichtschranken oder Hallgeber werden macht für mich 
jetzt eigentlich keinen großen UNterschied. Angeschlossen werden die ja 
alle ziemlich ähnlich. Muss nur dann funktionieren.
Auch will ich das ganze schon ordentlich bauen. Bin am Überlegen, ob ich 
mir nicht den Schlitten aus Holz bzw Kunststoff fräsen lassen soll. Wenn 
man Zugriff auf eine solche Maschine hat, könnte man das auch mal 
probieren...
Nur die Linearführungen aus ebay sind vielleicht doch etwas oversized.
Wahrscheinlich kann ich mir aus alten Druckern etc die Schrittmotoren 
ausbauen und könnte die dann hier verwenden.
Gast #2912298
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Lichtschranken gibt es in verschiedenen Farben. Dem nach je von IR bis 
UV. Die Leuchtstärke eines 08/15 Endschalters liegt, normale Belastung 
vorausgesetzt, bei exakt 0 Lumen.
Übrigens auch normale Lichtschranken haben's nicht so mit der 
Raumhelligkeit. Eine eng bündelnde Sendediode in einem U fest auf den 
gegenüberliegende Empfänger gerichtet. Das U fast immer schwarz. Wenn Du 
das Teil jetzt auch noch so montierst dass es nach unten oder außen 
scheint, sollte dein Film unbeeindruckt bleiben.

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