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Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Schaltbare Kupplung?


Autor: Mike (Gast)
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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!

Autor: Michael B. (laberkopp)
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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.

Autor: Matthias B. (turboholics)
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Evtl. kommt ja auch eine Rutschkupplung in Frage. VG

Autor: Sebastian R. (sebastian_r569)
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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.

Autor: L. H. (holzkopf)
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Evtl. Freilaufkupplung zum Hochziehen verwenden?
https://de.wikipedia.org/wiki/Freilauf_%28Mechanik%29

Oder Fliehkraftkupplung?
https://de.wikipedia.org/wiki/Fliehkraftkupplung

Grüße

Autor: Achim S. (achs)
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Linearantrieb jeweils zwischen die Begrenzung haben hin und her fahren 
und daran die Nylonschnur. Position ist dann egal.

Autor: Walta S. (walta)
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Schrittmotor - 1872 Schritte linksherum und wieder zurück. Dann ist die 
Gabellichtschranke auch noch weg.

Walta

Autor: butsu (Gast)
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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?

Autor: L. H. (holzkopf)
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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

Autor: Walta S. (walta)
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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.

Autor: Blechbieger (Gast)
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Ich denke Freilauf ist die beste Lösung. Zurückdrehen hätte dagegen das 
Problem dass danach die abgewickelte Schnur rumbaumelt.

Autor: Blechbieger (Gast)
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Blechbieger schrieb:
> Ich denke Freilauf ist die beste Lösung
 Ich nehme alles zurück, die Schnur zieht in die falsche Richtung für 
einen Freilauf.

Autor: Sebastian M. (sbm)
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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 :)

: Bearbeitet durch User
Autor: L. H. (holzkopf)
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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

Autor: Achim S. (achs)
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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.

Autor: butsu (Gast)
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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.

Autor: Sebastian R. (sebastian_r569)
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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.

Autor: L. H. (holzkopf)
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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

Autor: L. H. (holzkopf)
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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-fors...

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

Autor: butsu (Gast)
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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?

Autor: L. H. (holzkopf)
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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

Autor: Walta S. (walta)
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Dann halt einen Getriebemotor. 12s vorwärts und 12s rückwärts - fertig.

Walta

Autor: Frank B. (frank501)
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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

: Bearbeitet durch User
Autor: TomH (Gast)
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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.

Autor: Roland L. (roland2)
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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.

Autor: TomH (Gast)
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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.

Autor: Martin M. (martin9)
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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.

Autor: L. H. (holzkopf)
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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&cc...

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

Autor: Sebastian M. (sbm)
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Skizze - soll nur Schema verdeutlichen.
Motor nach dem Aufziehen im freien parken, dann kann die Uhr mit der 
Schnur machen was sie will.

Autor: hahn (Gast)
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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.

Autor: Mike (Gast)
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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/hochleistungsgetriebemoto...

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.

Autor: jz23 (Gast)
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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.

Autor: Michael B. (loetmichel)
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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.

Autor: L. H. (holzkopf)
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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

Autor: L. H. (holzkopf)
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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_...

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

Autor: Michael B. (loetmichel)
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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

Autor: Esmeralda P. (Firma: privat) (max707)
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Man nimmt dafür eine Magnetkupplung!

Autor: HildeK (Gast)
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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.

Autor: L. H. (holzkopf)
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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

Autor: wendelsberg (Gast)
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Hier ist ab ca. 10:00 ein anderer Ansatz zu sehen:

https://www.mdr.de/mediathek/video-246946_zc-89922...

Da laeuft die Kette immer um, nur das (doppelt schwere) Gewicht wird 
immer wieder hochgezogen.

wendelsberg

Autor: Henrik V. (henrik_v)
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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

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