Liebes Forum, ich habe vor einen Schwenkbaren Hebelarm (180°) mit einem Motor zu steuern. Ich habe keine Industrie/Praxisanwendung gefunden, die eine motorisierte 180° Bewegung ausführt. Habe die Lösung in motorisierten Schranken, automatisierten Schwenkarmen, und ähnlichen Industrieanwendungen gesucht und bin nicht fündig geworden. Anforderungen: autark funktionierendes System, sensorgesteuertes vollautomatisches Öffnen und Schließen (180°), Drehmoment etwa 100 Nm, Zeitdauer bis zu 1 Minute, möglichst leise, Steuerung mithilfe, Energieversorgung am liebsten Mobil – ich weiß nicht inwiefern eine Computersteuerung mittels beispielsweise Arduino in Verbindung mit einer Autobatterie möglich wäre, im schlimmsten Fall müsste ich auf eine elektromechanische Steuerung ausweichen und auf die Computersteuerung verzichten. Ein Beispiel: Morgens um 8 Uhr soll der Schwenkarm öffnen und um 16 Uhr wieder schließen. Um 21 Uhr wieder öffnen und um 4 Uhr wieder schließen. Im Folgenden zwei konzeptionelle Lösungsansätze, wobei meiner Ansicht nach nur der erste Lösungsansatz die Anforderung der vollständigen Drehbewegung von 180° erfüllt. Erster Lösungsansatz mit Motor: Ein Elektromotor treibt über ein Getriebe eine Welle an, welche sich 180° um die Z-Achse (vgl. Skizze 1) drehen kann. Eventuell eine Rutschkupplung zwischen Getriebe und Welle einbauen als Sicherung, dass der Motor beim Blockieren des Hebelarms nicht kaputt geht. Zudem wird ein Endlageschalter (Positionsgeber auf der Welle?) benötigt. - Was wären Komponenten für elektromechanische Steuerung? Gibt es so etwas wie automatische (induktive) Endschalter und Polumkehrschalter? - Was wären Komponenten für die Computersteuerung? Zweiter Lösungsansatz mit Elektrozylinder (meines Erachtens nach keine 180° Drehbewegung möglich): Der Antrieb erfolgt nicht durch einen Elektromotor, sondern mithilfe eines Elektrozylinders. Die Problematik liegt darin, dass ich noch auf keine Lösung gekommen bin, bei welcher 180° realisiert werden können. Vielleicht fällt jemandem von euch eine mechanische Lösung ein um eine Drehung von 180° realisieren zu können. (vgl. Skizze 2) Habt ihr konzeptionelle Neuvorschläge, Ideen, Verbesserungsvorschläge, Anregungen, Kritik, Vorschläge für Komponenten? Immer raus damit! Liebe Grüße
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Justus J. schrieb: > Ein Beispiel: Morgens um 8 Uhr soll der Schwenkarm öffnen und um 16 Uhr > wieder schließen. Falls es sich um eine Hühnerklappe handeln sollte, da gibts inzwischen mehrere Threads hier im Forum.
Hallo1 Ich kann dein Problem mit den 180 Grad nicht verstehen. Es gibt elektrischde Antriebe, die einen Hebel nicht nur ganze 360 Grad drehen, sondern Vielfache davon, und das sogar mehrere tausend mal in der Minute!
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Justus J. schrieb: > Drehmoment etwa 100 Nm Und dann alles mit mobiler Stromversorgung / Batterie? Wie wäre es die 100Nm auf einige wenige Nm runterzubringen mit einem Gegengewicht?
Wie sieht es mit den folgenden Ansätzen aus: 1.) Motor für Hesckscheibenwischer nehmen und ggf auf einne 180° Schwenkbereich umbauen. Die sind für den mobilen Betrieb ausgelegt ;) 2.) Schneckengetriebe und ein passender Motor, dazu noch zwei Endlagen-Kontakte und eine H-Brücke für die Richtungsumschaltung des Motors Das wären die einfachsten Möglichkeiten, der konstruktive Aufwand würde aber bleiben und die Ansteuerung fehlt auch noch...
Also vielen Dank für die schnellen Antworten. @wilhelms: Es handelt sich nicht um eine Hühnerklappe. @route66: ja das stimmt, habe leider keine kostengünstige Anwendung gefunden, in der eine 180° Drehbewegung ausgeführt wird, anschließend der Schwenkarm in dieser Position verharrt und danach der Motor umgepolt wird und der Arm in die Gegenrichtung schwenkt. Kennst du eine? Der Andere schrieb: > Justus J. schrieb: >> Drehmoment etwa 100 Nm > > Und dann alles mit mobiler Stromversorgung / Batterie? > > Wie wäre es die 100Nm auf einige wenige Nm runterzubringen mit einem > Gegengewicht? Es wäre natürlich schön das Ganze mit einer Batterie zu realisieren. Das Drehmoment wurde nur grob abgeschätzt. Der Hebelarm besitzt eine Länge von 1,5-2,0 Meter. Der Motor muss lediglich das Eigengewicht des Hebelarms (Stahl/Aluminium/Holz???), das Getriebe und eine Folie am Hebelarm hängende Folie bewegen. Ein Gegengewicht ist hatte ich mir überlegt, würde in der Lösungsvariante (Skizze1) nichts positives bewirken. In Variante 2 (Skizze2) könnte man mit Federn arbeiten, jedoch ist hier wieder das Problem des nicht erreichten Drehwinkels von 180° Der Andere schrieb: > Justus J. schrieb: >> Drehmoment etwa 100 Nm > > Und dann alles mit mobiler Stromversorgung / Batterie? > > Wie wäre es die 100Nm auf einige wenige Nm runterzubringen mit einem > Gegengewicht? Icke schrieb: > Wie sieht es mit den folgenden Ansätzen aus: > > 1.) Motor für Hesckscheibenwischer nehmen und ggf auf einne 180° > Schwenkbereich umbauen. Die sind für den mobilen Betrieb ausgelegt ;) > > 2.) Schneckengetriebe und ein passender Motor, dazu noch zwei > Endlagen-Kontakte und eine H-Brücke für die Richtungsumschaltung des > Motors > > Das wären die einfachsten Möglichkeiten, der konstruktive Aufwand würde > aber bleiben und die Ansteuerung fehlt auch noch... Das sind zwei sehr gute Vorschläge. Viele Dank. Die Idee mit dem Heckscheibenwischer ist genial, ich tendiere trotzdem fast mehr zu deinem zweiten Vorschlag, da die Konstruktion beliebig dimensioniert werden kann. Bezüglich der Motoransteuerung habe ich mir noch nicht so viel Gedanken gemacht. Es muss eine Steuerung sein, die den Motor nur für die Zeitdauer des Öffnens bzw. Schließens mit Energie versorgt. Müsste das programmiert werden oder kann das auch elektromechanisch gesteuert werden? LG
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Justus J. schrieb: > In Variante 2 > (Skizze2) könnte man mit Federn arbeiten Federn sind nicht proportional zum Gewicht. Justus J. schrieb: > Bezüglich der Motoransteuerung habe ich mir noch nicht so viel Gedanken > gemacht. Die Relais benötigen nur Strom solange der Motor in Bewegung ist. Die genaue Position geben die Endschalter vor. Lediglich der µC benötigt immer Strom. Falls durch eine Fehlprogrammierung beide Transistoren angesteuert werden, gibt es keinen Kurzschluss. 5 bis 10 Windungen Kupferlackdraht dürften ausreichend sein (ausprobieren). Der µC hat die Uhrzeiten und gibt somit die einprogrammierten Schrankenbewegungszeiten vor. Bei einem Stromanstieg durch ein Hindernis löst das Magnetfeld der Spule den Reedkontakt aus. Der µC kann so programmiert werden, dass der Strom mindestens 1 Sekunde lang fließt bevor abgeschaltet wird, damit die Anlaufströme im normalen Betrieb nicht zum Stillstand führen.
Ach Du grüne Neune schrieb: > 5 bis 10 Windungen > Kupferlackdraht dürften ausreichend sein (ausprobieren). Nachtrag: Der Satz mit den Windungszahlen gehört nach unten hinter dem letzten Absatz. Sorry.
Was sind die Umweltbedingungen? Wie lange soll es halten? Was darf es kosten? Unter dem Begriff "Schwenkantrieb" ist sowas in der Industrie durchaus üblich. Beispiel: https://www.ags-stellantriebe.de/de/stellantriebe/schwenkantrieb-drehantrieb-stellantrieb
Justus J. schrieb: > Habe die Lösung in motorisierten Schranken, automatisierten > Schwenkarmen, und ähnlichen Industrieanwendungen gesucht und bin nicht > fündig geworden. Ventil- und Drosselklappen Betätigung wäre ein Bereich, in dem solche Antriebe eingesetzt werden.
Justus J. schrieb: > Es wäre natürlich schön das Ganze mit einer Batterie zu realisieren. Kannst Du doch alles per 12V-Akku machen. Beziehe mich dabei auf Anhang2, wo Du einen tragfähigen Masten hast. Das kann auch ein Hohlkörper sein, in dem Du alles unterbringen kannst. Wichtig ist dabei eigentlich nur, daß Du eine Welle in ihm mit 2Lagern unterbringen kannst, welche die Schranke tragen kann. Zwischen den Lagern (innen, vor Regen, Schnee usw. durch den Hohlkörper geschützt) kannst Du dann eine Zahnriemenscheibe und evtl. "Steuerscheibe(n)" für Endschalter unterbringen. > Das > Drehmoment wurde nur grob abgeschätzt. Der Hebelarm besitzt eine Länge > von 1,5-2,0 Meter. Der Motor muss lediglich das Eigengewicht des > Hebelarms (Stahl/Aluminium/Holz???), das Getriebe und eine Folie am > Hebelarm hängende Folie bewegen. Der Motor muß gar nichts tragen, weil er nur zum Antrieb dient. Die Schranke trägt die Welle, wobei es relativ wurscht ist, aus welchem Material sie ist. Al wäre empfehlenswert, weil es da Profile gibt, die es erleichtern können, noch etwas einhängen zu können. > Ein Gegengewicht ist hatte ich mir überlegt, würde in der > Lösungsvariante (Skizze1) nichts positives bewirken. In Variante 2 > (Skizze2) könnte man mit Federn arbeiten, jedoch ist hier wieder das > Problem des nicht erreichten Drehwinkels von 180° Vergiß irgendwelche Federn einfach - das ist in diesem Fall einfach nur Krampf. Du wirst einen DC-Mot. einsetzen, dessen Drehrichtung Du durch Umpolen ändern kannst. Das mit den Gegengewichten bei Schranken ist immer so eine Sache, die man abwägen muß. Denn im Grunde genommen verdoppelst Du mit einem Gegengewicht bei einer Schranke zwangsläufig auch ihre rotierende Masse - verglichen mit einem einseitigen "Ausleger" von ihr. Nun ist es aber so, daß Schranken an sich ja relativ langsam drehen; d.h. die Massenrotation spielt keine großartige Rolle. Wodurch das Haupt-Argument für ein Gegengewicht dominant wird: Durch den Massen-Ausgleich links und rechts vom Drehpunkt der Welle genügen ganz geringe Kräfte, um die Welle (samt kompletter Schranke) drehen zu können. Mit einem Gegengewicht zur Schranke kannst Du gar nicht in Bereiche von 100 Nm Drehmoment kommen! Mit solchen ca.-Drehmomenten zieht man Zylinderköpfe von Motoren an. Eine läppische Schranke (mit Gegengewicht) kann solche (Gegen-)Drehmomente für einen Antrieb gar nicht bereitstellen. :) Justus J. schrieb: > Bezüglich der Motoransteuerung habe ich mir noch nicht so viel Gedanken > gemacht. Es muss eine Steuerung sein, die den Motor nur für die > Zeitdauer des Öffnens bzw. Schließens mit Energie versorgt. Müsste das > programmiert werden oder kann das auch elektromechanisch gesteuert > werden? Das kannst Du machen, wie Du lustig bist. Prinzipiell würde ich das aber aus Sicherheitsgründen "doppelt gemoppelt" machen: 1) Die gewünschten Abschaltungen jeweils per Steuerscheibe (innen an der Welle zwischen den Lagern) per Gabel-Lichtschranken 2) Falls bei 1) etwas versagen sollte: Dann "greift" eine weitere (zeitlich bzw. geometrisch nachgeschaltete) Steuerscheibe mit Mikroschaltern, welche den Strom ausschalten. In den "Einrastorten" der Schranke läßt Du sie am besten wg. Dämpfung gegen Federn "auflaufen". Wie ist das denn mit der Schranke? Turnen da auch mal Kinder herum? Machen Klimmzüge an ihr? Oder kann so etwas nicht eintreten? Was sich mir nicht so ganz erschließt, ist der Drehwinkel von 180° bei der Schranke. Das macht doch nur dann Sinn, wenn man einen Durchgang öffnen und einen zweiten schließen will. Ist das ungefähr so beabsichtigt? Denn normalerweise ist bei Schranken ein Drehwinkel von 90° ausreichend. Grüße
Hallo Justus J., >> Und dann alles mit mobiler Stromversorgung / Batterie? >> >> Wie wäre es die 100Nm auf einige wenige Nm runterzubringen mit einem >> Gegengewicht? > > Es wäre natürlich schön das Ganze mit einer Batterie zu realisieren. Das > Drehmoment wurde nur grob abgeschätzt. Der Hebelarm besitzt eine Länge > von 1,5-2,0 Meter. Der Motor muss lediglich das Eigengewicht des > Hebelarms (Stahl/Aluminium/Holz???), das Getriebe und eine Folie am > Hebelarm hängende Folie bewegen. > > Ein Gegengewicht ist hatte ich mir überlegt, würde in der > Lösungsvariante (Skizze1) nichts positives bewirken. Du willst also eine Schranke mit Batteriebetrieb bauen? Dann schau dir mal an, wie bei Bahnschranken der Gewichtsausgleich gemacht wird, dass kann man auch auf deine Anwendung übertragen. Über die nötige Sicherheitstechnik hast du dir offenbar auch noch keine Gedanken gemacht. Die Art des Antriebs ist hier eigentlich das kleinste Problem. Ob das nun ein DC-Motor oder ein Universalmotor ist, macht höchstens in Hinblick auf die Energieversorgung einen Unterschied. Zwei Endschalter und eine Klein-SPS (oder von mir aus ein Arduino) wirst du ja ohnehin benötigen. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Justus J. schrieb: > Hesckscheibenwischer Die haben schon eine Pendel Mechanik integriert. Nimm einen von nem elektrischen Fensterheber ;-) Kostet fast nix auf dem Schrottplatz
Kolja L. schrieb: > Die haben schon eine Pendel Mechanik integriert. > Nimm einen von nem elektrischen Fensterheber ;-) > > Kostet fast nix auf dem Schrottplatz Pendel-Mechanik nützt hier nichts. Antriebe von el. Fensterhebern liegen größenordnungsmäßig etwa in der Kategorie von Heckscheibenwischern. Erheblich größer und stärker sind aber Frontscheibenwischermot. Du hast aber recht damit: Bekommt man bei Schrotthändlern zum Elektro-Schrottpreis. Ca. 2 Euro/kg, wenn man das Zeug selbst ausbaut. Grüße
L. H. schrieb: > Antriebe von el. Fensterhebern liegen größenordnungsmäßig etwa in der > Kategorie von Heckscheibenwischern. Aber Heckscheibenwischer haben oft standartmäßig bereits 180° und einen eingebauten Endschalter. An muss nur noch den zweiten ergänzen. Zur Ansteuerung braucht man norma- lerweise auch keine Umpolschaltung.
Harald W. schrieb: > Aber Heckscheibenwischer haben oft standartmäßig bereits > 180° und einen eingebauten Endschalter. An muss nur noch > den zweiten ergänzen. Zur Ansteuerung braucht man norma- > lerweise auch keine Umpolschaltung. Alle Scheibenwischer haben eine Ruhe- bzw. Start-Position. Von dieser Position aus fahren sie dann ihre Wischzyklen. Dabei decken sie aber ganz gewiß nicht 180° ab, weil ihre Drehachsen im Karosserieblech, also außerhalb der Scheiben, eingebaut sind. Würden sie 180° abdecken, würden sie über die Scheibe hinauswischen, was ja völlig sinnlos wäre. ;) Zur Ansteuerung der Schranke braucht man schon eine Umpolung, weil unterschiedliche Ruhe-/Startpositionen angefahren werden sollen. Grüße
L. H. schrieb: > Würden sie 180° abdecken, würden sie über die Scheibe hinauswischen, was > ja völlig sinnlos wäre. ;) Ab und zu vor einer roten Ampel schaue ich auch mal auf den Heckscheibenwischer meines Vordermanns. Vielleicht solltest Du das auch mal tun. :-) Aber ich gewinne sowieso mehr und mehr den Eindruck, das in diesem Forum einfache Lösungen nicht gefragt sind. Wenn nicht mindestens ein µC und eine H-Brücke verbaut ist, ist eine Lösung nicht kompliziert genug.
L. H. schrieb: > Harald W. schrieb: > Aber Heckscheibenwischer haben oft standartmäßig bereits 180° > Dabei decken sie aber ganz gewiß nicht 180° ab, weil ihre Drehachsen im > Karosserieblech, also außerhalb der Scheiben, eingebaut sind. > Würden sie 180° abdecken, würden sie über die Scheibe hinauswischen, was > ja völlig sinnlos wäre. ;) Hmmm... echt jetzt? https://www.google.de/search?q=renault+scenic+2+heckansicht&prmd=isvn&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiu7_rAp9baAhVFIJoKHRxQAbsQ_AUICigB&biw=360&bih=512
Magnus M. schrieb: >> Würden sie 180° abdecken, würden sie über die Scheibe hinauswischen, was >> ja völlig sinnlos wäre. ;) > > Hmmm... echt jetzt? > > https://www.google.de/search?q=renault+scenic+2+heckansicht&prmd=isvn&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiu7_rAp9baAhVFIJoKHRxQAbsQ_AUICigB&biw=360&bih=512 Ich glaube, fast alle Autos mit senkrecht stehender Heckscheibe haben solche Wischer.
Harald W. schrieb: > Ab und zu vor einer roten Ampel schaue ich auch mal auf den > Heckscheibenwischer meines Vordermanns. Vielleicht solltest > Du das auch mal tun. :-) Ich schaue mir lieber Bauwerke oder die Umwelt an als die langweiligen Heckscheibenwischer von Vordermännern. :) Deinen Rat befolgte ich aber dennoch. Fuhr heute eine Runde beim Einkaufen auf dem Parkplatz: Es gibt tatsächlich auch relativ viele KFZ deren Heckscheibenwischer-Achse in der Heckscheibe sitzt. Wischer-Ruhe-/Start-Position ist dabei horizontal. Nehme an, ein einzelner Wischzyklus beinhaltet 180°-Drehung und wieder zurück. Richtig? Denke, so direkt ist das für den TE nicht verwendbar. Ganz abgesehen davon, daß die Achsen von Heckscheibenwischern nicht unbedingt für Schranken-Belastungen taugen dürften. > Aber ich gewinne sowieso mehr und mehr den Eindruck, das in > diesem Forum einfache Lösungen nicht gefragt sind. Wenn nicht > mindestens ein µC und eine H-Brücke verbaut ist, ist eine > Lösung nicht kompliziert genug. Wenn wir schon von Eindrücken reden wollen: Meiner in diesem Unterforum ist eher der, daß mit "minimalem" Aufwand mechanischer und pekuniärer Art etwas Dauerhaftes erreicht werden können soll. Was jedoch aus meiner Sicht ein Ding der Unmöglichkeit ist. :) Man muß wissen, wo Aufwand für dauerhafte Lösungen zu betreiben ist, mit denen man NULL Probleme haben wird. Ein Beispiel dazu aus einem ganz anderen Bereich: Wenn man zu DM-Zeiten eine gute Stereo-Anlage haben wollte und dafür 1000DM zur Verfügung hatte, war man am besten beraten, mindestens 3/4 der Summe in hochwertige Lautsprecher zu investieren. Und den verbleibenden Rest in weitere Komponenten. Ähnlich verhält es sich bei der Mechanik: In Kernkomponenten so investieren, daß es damit keinerlei Theater geben kann. Hier im Schranken-Fall in eine ordentliche beidseits gelagerte Welle. Mit RS-Kugellagern. Es gibt massenhaft Lösungsmöglichkeiten dazu. Wie man das alles dann steuert, ist eher eine Frage dessen, was man auf Grund seiner eigenen Erfahrungen bevorzugt. Meine sind dahingehend, daß es unschlagbar gute mechanische Lösungen gibt. Aber auch elektronische, welche die Mechanik in ihrer Funktion sinnvoll ergänzen können. Denke, man muß da "ohne Blutdruck" sein. ;) Um jeweils das Bestmögliche erreichen zu können. Unter Setzung angemessener Prioritäten im Einzelfall. Grüße
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