Projekt: Motor entspult hängende Holzsäule - help wanted!

[Doro (Gast)]

Liebe Leute,
für ein Kunstprojekt suche ich nach einer Lösung für folgendes Vorhaben:
Kleine Holzringe sind auf einem (Draht)seil aufgefädelt und bilden einen 
Turm, der insgesamt 5 Meter Höhe hat. Die ausgesägten Holzstücke sind 
rund, haben einen Durchmessen von (ganz unten) 3cm bis (ganz oben) 15 
cm. Insgesamt wiegen alle Stücke zusammen maximal 70 kg. Der Turm 
berührt nur fast den Boden, ein minimaler Abstand von ca. 1-2 cm lässt 
ihn schweben. (Anbei Zeichnung).

Das Seil ist an der Decke des Ausstellungsraumes aufgehängt (oder läuft 
durch eine Umlenkrolle, so das der Mechanismus / Winde wieder am Boden 
stehen kann)..

In gewissen zeitlichen Abständen soll sich das Seil extrem schnell 
entspulen – im Idealfall in Fallgeschwindigkeit – so dass der Turm mit 
den Holzscheiben in sich zusammenkracht. Nach einer Weile wird er wieder 
langsam nach oben gezogen. Die genauen zeitlichen Intervalle sind im 
Moment nicht relevant, sollen aber später für die jeweilige 
Ausstellungssituation genauer bestimmt werden (bsp. 1x pro Tag 
einkrachen oder 1x jede 2 Stunden...)

Nachdem ich mich bereits ein bisschen umgehört habe wurden mir 
Schrittmotoren nahegelegt die evtl mit Arduino angesteuert werden 
können. Nur leider nichts konkretes.

Hat irgendjemand in der Runde eine Idee, wie das ganze technisch 
umgesetzt werden kann?? Es wäre natürlich ideal wenn nicht allzu hohe 
Kosten dabei entstehen.

Also die Frage , welcher Motor (welcher Motor könnte ein so schnelles 
„entspulen“ leisten? Wie und welche Ansteuerung? (ein Arduino wäre 
vorhanden aber andere Systeme kommen durchaus in Frage)? Welche Art von 
Winde, um das Seil auf- abzuspulen?

Bzw. – ist das überhaupt die richtige Herangehensweise- möglicherweise 
gibt es noch andere Ideen, wie der Turm zusammenstürzen kann, und 
nachher trotzdem wieder hochgezogen wird.

Herzlichen Dank für jeden Beitrag, der ein kleiner Schritt in die 
richtige Richtung ist, und
viele Grüsse,
Dorothea

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Doro schrieb:
> Also die Frage , welcher Motor (welcher Motor könnte ein so schnelles
> „entspulen“ leisten? Wie und welche Ansteuerung?

Teile den Job in zwei Aufgaben:
1. Seil auskuppeln mit Magnetkupplung oder 'Zahnrad beiseite schieben' 
zum Zusammenkrachen mit Schwerkraft.
2. Seil aufwickeln mit DC Getriebemotor, da wirst du dann zum Erkennen 
des fertigen Aufwickelns irgendeine Markierung z.B. am Seil haben 
müssen.

Dazu brauchst du drei Pins am Arduino und 2 Endstufen, einen für den 
Motor und einen für die Kupplung, sowie einen Pin als Rückmeldung vom 
Endschalter.

Solche Motoren sind kräftig und bilig. Schlimmstenfalls könntest du über 
ein Relais einen langsamlaufenden Netzmotor schalten. (Grillmotor, 
Waschmaschinentimer oder Spiegelkugelmotor).

[Philipp L. (philipp_l89)]

Wie sind die Holzringe mit dem Seil verbunden? Der unterste Ring fest 
und die anderen wie eine Gardine durch Ösen einfach aufgefädelt?

Ich denke auch dass das Vorgehen wie oben beschrieben das sinnvollste 
ist:
Das Seil auf einer Trommel aufwickeln lassen durch einen Getriebemotor 
o.Ä. (Scheibenwischermotor hat sich auch bewährt) und die Trommel mit 
einer Mechanik wie sie z.B. bei Spanngurten verwendet wird gegen 
"Rückrollen" sichern. Wenn der Turm dann zusammenfallen soll die 
"Sicherung" der "Spanngurtmechanik" entsichern (Da dürfte auch ein 
Modellbauservo reichen, evtl. mit Übersetzung).

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Je nach Übersetzung sind viele verschiedene Kupplungen denkbar. Man 
könnte auch ein Reibrad abheben. Video- und Kassettenrekorder haben fast 
alle so eine Mechanik in der Nähe der Wickelteller.
Man benötigt eben einen E-Magneten (Hubmagneten), der auf irgendeine 
Weise die Seilrolle auskuppelt.

Hier mal Link auf DC Getriebemotoren:
http://www.pollin.de/shop/p/OTk3OTg4/Motoren/DC_Getriebemotoren.html

Und hier kannst du mal schauen, ob da ein geeigneter Magnet bei ist:
http://www.pollin.de/shop/suchergebnis.html?S_TEXT=Zugmagnet+&log=internal

[Hawa M. (hawamand)]

Ich sehe das Problem mehr bei den Holzringen selbst.
Wenn eine Masse von 70kg wiederholt auf den untersten Holzring knallt 
wird der relativ bald einmal brechen -- sofern  es sich nicht um eine 
verleimte Dreischicht- oder Sperrholzplatte handelt.
Der zweitunterste Ring wird dann zum untersten usw...

Aber evtl. ist der Destruktive Charakter der ganzen Sache ja Teil des 
Konzepts.

[Peter L. (Gast)]

Wie lang ist die "Fallstrecke"?
70kg kann man nicht einfach so abrupt abbremsen, wenns länger als 1x 
funktionieren soll.

Druckluft wäre eventuell einfacher.
Ein Kolben "schiebt" das Seil in einen Schnappmechanismus, ein zweiter 
kleiner Kolben löst (Wie bei einer Armbrust) aus.

Ich sehe da auch ein wenig ein Sicherheitsproblem,
der Turm ist oben schwerer, also hängen 50Kg über 2,5m.
Wenn das Seil reisst und der Turm jemandem auf den Kopf fällt?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Peter L. schrieb:
> Wie lang ist die "Fallstrecke"?
Wie Doro schrieb:
>>> Der Turm berührt nur fast den Boden, ein minimaler
>>> Abstand von ca. 1-2 cm lässt ihn schweben.

[Walter T. (nicolas)]

Such für Dein Kunstwerk besser Kontakt zu einem Mechaniker vor Ort. Du 
hast viele Detailprobleme, die Du im Vorherein lösen mußt, z.B. die 
banale Frage, wie Du verhinderst, daß sich der Draht sofort verheddert 
oder Schleifen wirft. Oder wie Du sicherstellen kannst, daß niemand von 
der Installation verletzt werden kann.

Der Motor und der Arduino sind das kleinere Problem.

[Boris O. (bohnsorg)]

Peter L. schrieb:
> Ich sehe da auch ein wenig ein Sicherheitsproblem,
> der Turm ist oben schwerer, also hängen 50Kg über 2,5m.
> Wenn das Seil reisst und der Turm jemandem auf den Kopf fällt?

Das ist Kunst, die birgt immer die Gefahr der Verletzung.

Hawa M. schrieb:
> Ich sehe das Problem mehr bei den Holzringen selbst.
> Wenn eine [Masse] von 70kg wiederholt auf den untersten Holzring knallt…

Ich halte das Gesamtsystem nicht für ein massives. Das Seil hält die 
Ringe ja nur unter Spannung zusammen. Dann wird es Lose, d.h. die 
fehlende Spannung lässt die Ringe einzeln den Zustand geringster 
potenzieller Energie anstreben. Kinder bauen in Kindergärten auch 
ziemlich große Türme aus losen Bausteinen und lassen dann kippen, fallen 
und dgl. (Viele elastische Stöße.)

Seiltrommel mit Hakensicherung an einem Zahnrad, wie Vorredner 
beschrieben. Fürs Aufwickeln genügt ein Getriebemotor. Stepper sind 
überdimensioniert, weil die Schrittweite irrelevant ist.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Boris O. schrieb:
> Ich halte das Gesamtsystem nicht für ein massives.

Geht mir auch so - mir gefällt die Idee. Ok, ich will sie nicht im 
Schalfzimmer haben, aber sonst?
Ausserdem ist es ja ganz einfach mal auszuprobieren mit Seil und 
Umlenkrolle und Handbetrieb im Feldversuch.
Dann sieht man ob es klappt, oder ob sich das alles verhakelt und 
verheddert. Wenns klappt, müssen die Scheiben nur noch bemalt werden :-)

[Vlad T. (vlad_tepesch)]

ich hab noch nicht wirklich verstanden, was da aufregendes passieren 
soll?

Das Seil gibt nach - mehr als dass der ganze stapel 2cm nach unten fällt 
und ein wenig kippt und dann als Wurst am Boden liegt wird doch nicht 
passieren. Spektatkulär umfallen kann es nicht groß, weil das seil ja 
drin ist und das ganze relativ geordnet abläuft. Und die Masse des 
Seils, die nicht fällt (erst hoch gezogen werden muss und gegen die 
Reibung der Winde arbeitet) auch noch träge ist.

[Boris O. (bohnsorg)]

Vlad T. schrieb:
> ich hab noch nicht wirklich verstanden, was da aufregendes passieren
> soll?

Das ist Kunst, die birgt immer die Gefahr, dass man sich mehr als einmal 
dazu Gedanken machen kann. (Auf einer Fotografie passiert auch nicht 
viel Aufregendes, auch wenn sie einen Fluss zeigt, zum zweiten Mal und 
von Gursky ist. Die Aufregung findet hier im Auktionssaal statt und 
anschließend bei der Zurschaustellung und der Unterwerfung der Vielen, 
alles dafür zu tun, einen Blick darauf werfen zu können.)

Der Prozess hat keinen Endzustand und es wird wieder und wieder eine 
scheinbare Unordnung in eine scheinbare Ordnung überführt. Du wirst nie 
zweimal denselben Turm hängen/ fallen/ liegen sehen. Das ist genauso 
nützlich oder unnütz wie ein Mikrocontroller, der eine LED blinken 
lässt.

Eine Strommessung würd' ich noch spendieren in Kombination mit 
mechanischer Endabschaltung. Falls sich was verheddert (und der 
Strombedarf des Motors ansteigt), kann man eine Rettung versuchen 
(abrollen). Die mech. Endabschaltung wird unzuverlässig werden, da das 
Seil sicher flexibel ist (wie der Plattenstapel) und es Sprünge wie auch 
langsame Stromanstiege geben wird. Ähnliche Hebewerke senken nach einer 
groben mech. Erkennung des letzten Meters die Geschwindigkeit und messen 
präziser (bspw. Strom und proportionale Längenänderung oder opt. 
Sensoren an feineren Maßstäben).

Eine Lichtschranke an der Decke könnte das übernehmen, samt Rundenzähler 
der Seilwinde. Ist eine gewisse Zahl Runden erreicht, wird ein paar 
Gänge runtergeschaltet und die Lichtschranke [O] kontrolliert das 
Vorhandensein von Scheiben. Alternativ wird der Strombedarf des Motors 
gemessen, der im Endzustand ansteigen wird.

          ------------->
======== | =======
         |  [O]
         |
         |
     [=======]
      [=====]
        ...

[Mani W. (e-doc)]

Peter L. schrieb:
> Wie lang ist die "Fallstrecke"?
> 70kg kann man nicht einfach so abrupt abbremsen, wenns länger als 1x
> funktionieren soll.

Er will es ja nicht bremsen, sondern fallen lassen...


Ich würde ein Nylonseil benutzen (gibt es im Baumarkt oder auch
Bergsteigerzubehör), das ist weich, wird sich nicht leicht
verheddern - beim Draht schon...



Prinzip Galgen:


Ein Seil mit entsprechender Länge hat ein festen Aufhängepunkt, das
Seil wird dann durch zwei Andruckrollen mit Antrieb aufgezogen, wenn
es weit genug oben ist, schaltet ein Endschalter den Antrieb ab...


Dann bräuchte nur mehr der Motor der oberen Andruckrolle gestartet
werden, um über die Gewindestange schnell den Andruck auf das
Nylonsein zu verringern - das Seil rutscht durch und folglich
bricht das Gebilde mit Erdanziehung zusammen...

Das Nylonseil hat fast keinen Widerstand, also wird die
Fallgeschwindigkeit 9,81 m ziemlich erreichen...

Danach muss nur mehr die Andruckrolle auf Druck gehen und auf gehts
wieder....

[Bernd F. (metallfunk)]

Ich würde ein Modell bauen.

1:10 ist zu klein, 1:5 könnte Rückschlüsse zulassen.
Eventuell sind sogar mehrere Zugseile nötig.

Bevor die Umsetzung in Originalgröße erfolgt, lässt sich
einiges durchprobieren.

Grüße Bernd

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

In kleiner Ausführung fällt mir dazu sowas ein:

https://de.wikipedia.org/wiki/Wackelfigur

1926 erfunden