Hallo,
ich wollte mir eine kleine Kolbenpumpe bauen aus einer Einwegspritze,
Zahnstange drangeklebt (da, wo sonst der Daumen draufdrückt) und diese
Zahnstange+Kolben bewegt von einem Motor (kleines Zahnrad auf der
Welle).
Habe das so zusammengebaut. Also, wenn ich den Strom einschalte, macht
der Motor keinen Mucks. Wenn ich den Motor ausbaue und dann einschalte
(also "Leerlauf"), dann läuft er. Daher glaube ich, dass der Motor zu
schwach ist. Ist ein 50 cent Billigmotor.
Jetzt möchte ich einen stärkeren Motor kaufen. Um das erforderliche
Drehmoment (um das geht's, glaube ich) zu ermitteln, hatte ich in meinem
jugendlichen Leichtsinn an folgendes gedacht: ich kaufe eine Federwaage
und messe mit dieser die Kraft, welche nötig ist, um den Kolben der
Einwegspritze zu bewegen. Aus dieser Kraft könnte ich dann irgendwie auf
das erforderliche Drehmoment des Motors schließen.
Federwaagen habe ich im Netz gefunden:
- Kann mir jemand welche empfehlen?
- Bin ich überhaupt auf dem richtigen Weg?
Also Formeln für das Drehmoment habe ich viele gefunden, aber mein
Problem ist die Einwegspritze: ich weiß nicht, wie groß die Kraft ist,
die nötig ist, um da den kolben reinzudrücken. Kann mir irgendwer einen
Tipp geben?
Vielen Dank :-)
Die Kraft ist recht groß, hängt natürlich von der Spritze ab.
Nimm mal die Spritze und drück sie an eine Küchenwaage, so daß sich der
Kolben bewegt. Die Waage zeigt Dir die Kraft an. Umrechnen mußt Du es
selbst.
Die Lösung ist sicher ein Getriebe für den Motor.
Der Weg ist schon richtig,
zeigt die Federwaage dann 1kg an,
dann braucht du 10 Newton,
und wenn dein Ritzel 5mm Radius hat,
dann sind das 0.5Nm Drehmoment.
Also eine blöde Lösung.
Du brauchst ein Getriebe, denn du musst
deine Spritz wohl nicht in 1/100 Sekunde
reindrücken.
Hast du 1 Sekunde für 10cm, reichen 3 Umdrehungen/sek,
bei einem Motor der sonst 166/sec=10000/min macht
also ein Getriebe von 1:50 und eine Motorkraft von
10Ncm plus Getriebewirkungskrad, also 30Ncm.
Das macht dann auch ein 50ct Motor.
Du hast hier mehrere Probleme:
Die Spritze hat eine sehr hohe Reibung.
Die Lebensdauer im ständigen betrieb wird eher kurz sein, die ist für
einmal ziehen und einmal drücken konstruiert.
Wenn du da eine hohe Drehzahl fahren willst (du hast nichts von einem
Getriebe gesagt) dann wird das nichts weil der Querschnitt der Spitze
viel zu klein ist. (Strömungswiderstand ist umgekehrt proportional (wenn
ich mich recht erinnere) zur 3 Potenz des Radis des Rohres)
Einzige Lösung meiner Meinung nach:
Getriebemotor mit hoher Untersetzung (200:1) und mehr und kleiner
Drehzahl (Nach Getriebe max. 0,5U/s)
Das nötige Drehmoment hast du dann eigentlich automatisch durch die hohe
Untersetzung
Schorsch schrieb:> ich wollte mir eine kleine Kolbenpumpe bauen aus einer Einwegspritze,> ich weiß nicht, wie groß die Kraft ist, die nötig ist, um da den> kolben reinzudrücken.
Vom Gefühl würde ich sagen: zu gross. :-)
Du brauchst einen Kolben mit einer O-Ring-Dichtung.
> Also, wenn ich den Strom einschalte, macht der Motor keinen Mucks.
Ich denke, da muss auf jeden Fall noch ein Getriebe zwischen.
> Jetzt möchte ich einen stärkeren Motor kaufen.
Stärkere Motore für diesen Zweck könnten welche aus
KFZ-Zentral-verriegelungen sein.
> ich kaufe eine Federwaage und messe mit dieser die Kraft
Einfacher dürfte es sein, mit dem Kolben nach unten eine normale Waage,
z.B. in der Gemüseabteilung eines Supermarktes, runterzudrücken.
Gruss
Harald
MaWin schrieb:> zeigt die Federwaage dann 1kg an,> dann braucht du 10 Newton,
Nein, 9,80665 N.
:-)
SCNR
Harald
PS: Ich habe mal gelernt, 1N entspricht einer Tafel Schokolade:
100g plus 2g Papier drumherum.
MaWin schrieb:> dann braucht du 10 Newton,> und wenn dein Ritzel 5mm Radius hat,> dann sind das 0.5Nm Drehmoment.
Da fehlt noch eine 0: 10*0,005=0,05 N*m=Nm
Die Größenordnung passt, ich habe gerade an einer leeren
20ml-Einwegspritze von B.Braun 1,5kg gemessen.
Schorsch schrieb:> Problem ist die Einwegspritze: ich weiß nicht, wie groß die Kraft ist,> die nötig ist, um da den kolben reinzudrücken.
Das ist doch Murks!
Betrachte mal eine Kolbenpumpe (Spritze) mit großem Auslassquerschnitt,
mit kleinem Auslassquerschnitt, mit Öl gefüllt, mit Honig gefüllt, mit
Quecksilber gefüllt, mit Wasser gefüllt, …
Wie groß wird die Kraft zum Betätigen des Kolbens sein?
Hallo,
vielen lieben Dank für alle Antworten bisher. Ihr habt mir sehr
geholfen.
Habe jetzt am Wochenende mal gewogen. Leider geht unsere kleine
Küchenwaage nur bis 500g, aber ich hab im Labor noch eine andere Waage
bis 1000g.
Spritze "AMEFA" 10 ml (Luft): 650 - 700g
Spritze "AMEFA" 10 ml (Wasser): 580 - 620g
Spritze "ECOJECT" 10 ml (Luft): > 1000g
Spritze "ECOJECT" 10 ml (Wasser): > 1000g
Also mit Wasser braucht es weniger Kraft als mit Luft. Ich vermute mal,
das durch das Wasser die Reibung verringert wird.
Klebe eine M3 Mutter in das Daumenstück (Kolbenende)
(Besser: Kleines Blech mit M3 Gewinde an den Kolbenende
kleben/schrauben)
M3 Gewindestange an die Motorachse. Mit etwas Vaseline, dann schaft das
evtl auch der 50ct Motor.
Die 'Kolbenstange' will noch gegen Verdrehen gesichert werden, bei dem
üblichen Kreuzprofil kein Problem....
Den Motor einfach flexibel genug montieren (Fahrradschlauchgummi) dann
muß die Gewindestange auch nicht soo genau montiert werden. (Der
Frickler nimmt eine passende Lüsterklemme :> )
Jetzt fehlt nur noch die Umschaltung zB über einen 2xUM Kippschalter der
über Anschläge an der (verlängerten) Kolbenstange geschaltet wird.
Aber hier wird ja alles über µC gesteuert ;)
> Klebe eine M3 Mutter> M3 Gewindestange
Super Idee.
Metrische Gewinde sind dafür gedacht sich NICHT von selbst zu bewegen
sondern festzufressen damit die Mutter hält.
Also vollkommener Blödsinn so was als Spindelantrieb zu verwenden.
Dafür gibt es Trapezgewindespindeln (z.B. aus 3 1/2" Floppylaufwerken
Kopfantrieb).
MaWin schrieb:> Metrische Gewinde sind dafür gedacht sich NICHT von selbst zu bewegen> sondern festzufressen damit die Mutter hält.
und? Er will doch die Stange drehen, es ist doch egal ob sich die die
Mutter order die Stange dreht. Er darf nur nicht auf einen "Anschlag"
fahren, dann würde es sich festdrehen.
> Also vollkommener Blödsinn so was als Spindelantrieb zu verwenden.
sehe ich nicht so.
> Dafür gibt es Trapezgewindespindeln (z.B. aus 3 1/2" Floppylaufwerken> Kopfantrieb).
dafür braucht der Motor wieder mehr kraft, weil die untersetzung
schlechter ist.
welchen vorteil sollte es für diese anwendung haben das er den Kolben
bewegen kann und sich dann der Motor dreht?
Spindelantrieb kann man über beide Richtungen antreiben (vom Motor oder
von der Linearseite) aber dies ist doch überhaupt nicht erforderlich.
Henrik V. schrieb:> Den Motor einfach flexibel genug montieren (Fahrradschlauchgummi) dann> muß die Gewindestange auch nicht soo genau montiert werden. (Der> Frickler nimmt eine passende Lüsterklemme :> )
Das mit der Lüsterklemme funktioniert prima :-)
Habe noch ein kleine Herausforderung mit der Mutter (wie ich die
festmache). Hatte hier halt so Edelstahlmuttern, und mit dem Heißkleber
hinpappen hat natürlich nicht wirklich funktioniert.
Habe dann in den Kunststoff der Spritze einfach das Gewinde direkt
reingeschnitten, aber da ist die Reibung schon massiv. Hatte keine
Vaseline zur Hand, hab's dann mit dem Olivensalatöl probiert, aber das
half auch nicht.
Ich befürchte, dass ich um ein Getriebe nicht herumkomme. Mal sehen
Hallo Peter II!
> MaWin schrieb:>> Metrische Gewinde sind dafür gedacht sich NICHT von selbst zu bewegen>> sondern festzufressen damit die Mutter hält.> und? Er will doch die Stange drehen, es ist doch egal ob sich die die> Mutter order die Stange dreht. Er darf nur nicht auf einen "Anschlag"> fahren, dann würde es sich festdrehen.>>> Also vollkommener Blödsinn so was als Spindelantrieb zu verwenden.> sehe ich nicht so.>>> Dafür gibt es Trapezgewindespindeln (z.B. aus 3 1/2" Floppylaufwerken>> Kopfantrieb).> dafür braucht der Motor wieder mehr kraft, weil die untersetzung> schlechter ist.
Nein, was du schreibst ist unsinn. Der Wirkungsgrad einer metrischen
Spindel ist ca. 0,1, der einer Trapezspindel liegt um 0,3. Du brauchst
bei einer metrischen Spindel also die dreifache (!) Antriebsleistung, um
die gleiche Vorschubkraft zu erzielen. Ob dabei die Spindel oder die
Mutter angetrieben wird spielt keine Rolle.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Thorsten Ostermann schrieb:> Der Wirkungsgrad einer metrischen> Spindel ist ca. 0,1, der einer Trapezspindel liegt um 0,3. Du brauchst> bei einer metrischen Spindel also die dreifache (!) Antriebsleistung, um> die gleiche Vorschubkraft zu erzielen.
gilt aber nur bei der gleichen Steigung. Hat denn eine Trapezspindel die
gleiche STeigung wie eine metrischen Spindel?
Besorg dir beim Autoverwerter einen alten Scheibenwischermotor. Der hat
ein kräftiges Getriebe und auch ordentlich Drehmoment. Mit so einem
Teil, einer metrischen 10mm Gewindestange und zwei verbundene Muttern im
Abstand von 3cm als Schlitten, habe ich nen Stellantrieb für den recht
schwergängigen Hebel-Mischer der Zentralheizung gebaut. Funktioniert
seit über 10 Jahren.
Hallo Peter II!
> Thorsten Ostermann schrieb:>> Der Wirkungsgrad einer metrischen>> Spindel ist ca. 0,1, der einer Trapezspindel liegt um 0,3. Du brauchst>> bei einer metrischen Spindel also die dreifache (!) Antriebsleistung, um>> die gleiche Vorschubkraft zu erzielen.>> gilt aber nur bei der gleichen Steigung. Hat denn eine Trapezspindel die> gleiche STeigung wie eine metrischen Spindel?
Nein, dass gilt ganz allgemein. Der Wirkungsgrad ist in erster Näherung
unabhängig von der Steigung h. Die Antriebsleistung ist damit ebenfalls
von der Spindelsteigung unabhängig, weil P(mech)=M*omega. Bei z.B.
größerer Steigung reduziert sich die Drehzahl (omega~1/h), dafür steigt
das Moment (M~h). P(mech) bleibt also konstant, so lange sich der
Wirkungsgrad nicht ändert.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Thorsten Ostermann schrieb:> Nein, dass gilt ganz allgemein. Der Wirkungsgrad ist in erster Näherung> unabhängig von der Steigung h. Die Antriebsleistung ist damit ebenfalls> von der Spindelsteigung unabhängig, weil P(mech)=M*omega. Bei z.B.> größerer Steigung reduziert sich die Drehzahl (omega~1/h), dafür steigt> das Moment (M~h). P(mech) bleibt also konstant, so lange sich der> Wirkungsgrad nicht ändert.
richtig, aber da in diesen Fall die Zeit keine Rolle spielt. Hat er bei
einer metrischen Spindel, auch bei einen kleineren Wirkungsgrad, mehr
Kraft.
Hallo Peter!
Vielleicht solltest du es mal konkret nachrechnen um zu verstehen was
ich meine.
Nehmen wir mal folgendes an:
Metrische Spindel, h=1mm/U, eta=0,1
Trapezspindel, h=3mm/U, eta=0,3
Dann hast du wegen des schlechteren Wirkungsgrades bei gleichem
Motormoment die gleiche Ausgangskraft, aber bei der metrischen Spindel
nur 1/3 der Geschwindigkeit.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Thorsten Ostermann schrieb:> Nehmen wir mal folgendes an:> Metrische Spindel, h=1mm/U, eta=0,1> Trapezspindel, h=3mm/U, eta=0,3> Dann hast du wegen des schlechteren Wirkungsgrades bei gleichem> Motormoment die gleiche Ausgangskraft, aber bei der metrischen Spindel> nur 1/3 der Geschwindigkeit.
ja verstehe ich. Aber es gab keine keine forderung nach einer hohen
geschwindigkeit. Es wurde nur Kraft gefordert. Und diese ist also in
beiden Fälle gleich, also bringt die Trapezspindel für diese Anforderung
keine Vorteile. Er kann sogar eine Gewindestange mit Feingewinde
verwenden, dann hat er sogar mehr Kraft also mit der Trapezspindel.
Thorsten Ostermann schrieb:> Der Wirkungsgrad einer metrischen> Spindel ist ca. 0,1, der einer Trapezspindel liegt um 0,3.
Ooh, das der Wirkungsgrad so schlecht ist, hätte ich jetzt nicht
gedacht. Als Richtwert für Schnecke/Zahnrad habe ich mal 0,5
gelernt; normale Zahnradgetriebe 0,9 pro Stufe.
Gibt es solche Trapetzspindeln samt Mutter denn auch einzeln
z.B. in 3mm zu kaufen?
Gruss
Harald
Auch wenn MaWin es zum hundertsten mal nicht glauben will: Das
Gewindeprofil hat damit NICHTS zu tun, es geht beim Wirkungsgrad rein um
Steigung und Reibung, was in jedem guten Buch über Maschinenelemente
nachzulesen ist. Es gibt durchaus Spindeln mit einem Wirkungsgrad bis
über 80 %.
Das sind dann aber keine metrischen Befestigungsgewinde, sondern auf
Bewegung optimierte Gewindeprofile. Auch wenn du es nicht glauben
willst.
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Natürlich sind das keine Regelgewinde DIN 13-1. hab ich ja auch nicht
behauptet. 80 Prozent schaffst du auch nur, wenn du die Reibung senkst,
Beispielsweise durch PTFE Beschichtung. Und trotzdem hat es nichts mit
dem Flankenwinkel oder den Gewindeprofil zu tun, sondern es hängt alles
an Steigung und Reibung!
Otto Meier schrieb:> Und trotzdem hat es nichts mit> dem Flankenwinkel oder den Gewindeprofil zu tun, sondern es hängt alles> an Steigung und Reibung!
Ich hatte mal gelernt dass ein großer Flankenwinkel eine große Reibung
verursacht. Denn er bewirkt dass sich Schraube und Mutter ineinander
verkeilen.
