Hallo liebe Kollegen und Kolleginnen,
das ist mein erster Beitrag und mein erstes Projekt.
Zu meinem Wissensstand und meiner Person:
Ich bin 29 Jahre Alt und vom Beruf Fotograf. Seit 3 Monaten beschäftige
ich mich mit den Grundlagen der Elektrotechnik und Mikrocontrollern. Da
ich 12-14h Arbeite und Vater von 3 kleinen Monstern bin bleibt mir nur
1h täglich für mein neues Hobby.
Zu meinem Wissensstand:
Seit 1 Monat besitze ich nun den Arduino und Raspberry Pi, sowie ein
großes Sortiment an Bauteilen (Sensoren, Aktoren, Kondensatoren, Dioden
ect.). Ich würde mal frech behaupten, dass mein Grundwissen über die
Elektrotechnik die eines erst Semestlers ähnelt. Die ersten kleinen
Projekte habe ich schon erfolgreich gemeistert(Ampelschaltung,
Relaisschaltung, verschiedene Sensoren angesteuert ect.).
Zu meinem Projekt:
Ich möchte eine Stanz/Stempelanlage bauen. Im Grunde soll ein Stempel
mit einer regelbaren Geschwindigkeit ständig stempeln. Quasi eine
lineare Bewegung mit dem Stempel soll ausgeführt werden. Möglicherweise
wird die Anlage später mit verschiedenen Sensoren erweitert.
Mein Ansatz war ein Hubmagnet der 10-25 mm Ausfahren kann. Für die
Stromversorgung wären 5V und 3A optimal, da ich noch so ein Netzteil
besitze. Die Kraft sollte ungefähr 10-20 N betragen, so wie als würde
man ein Stempel ordentlich drücken, um einen guten Abdruck zu erzielen.
Er soll 60 bis 120 mal die Minute ausfahren können.
Die Steuerung würde ich gerne mit dem Arduino oder Raspberry
realisieren.
Warum ein Hubmagnet ?
Preis, Geschwindigkeit und die einfach gehaltene Bauform. Meine Zweite
Überlegung war, ein normalen DC Motor einzusetzen und die Kreisbewegung
in eine Lineare umzuwandeln.
Ich würde gerne die Bauteile besorgen bevor ich irgendwie Schaltpläne
anfertige. In Amazon konnte ich nur Hubmagnete mit 5N finden, die man
anscheinend mit einem Finger aufhalten kann. Zu meiner Frage gibt es
Hubmagnete oder alternativen die euch bekannt sind ?
Mit freundlichen Grüßen,
Kars
Ido K. schrieb:> Im Grunde soll ein Stempel> mit einer regelbaren Geschwindigkeit ständig stempeln
Diese Forderung und Hubmagnet widersprechen sich. Da passt ein
Spindeltrieb oder ein Riementrieb mit Drehdorn besser. Hat den
angenehmen Vorteil, dass damit quasi beliebig große Stanzkräfte möglich
sind.
Ido K. schrieb:> Die Kraft sollte ungefähr 10-20 N betragen
Mit einem Hubmagnet ?
Eher nicht.
Ido K. schrieb:> Meine Zweite Überlegung war, ein normalen DC Motor einzusetzen und die> Kreisbewegung in eine Lineare umzuwandeln
Deutlich schlauer. Ein fertiger Motor mit Getriebe für 60-120upm bei
(für 20N an einer 1cm Bewegung tun es 20Ncm) Drehmoment, daran einen
Kreisscheibe mit Stössel, Stichwort Exzenter, ein umgedrehter
Kolbenmotor.
Da muss man nur die Drehzahl des Motors regeln, das geht ganz ohne
Arduino, ein Modelleisennbahntrafo reicht.
Da ist wohl erst mal mechanische Kenntnisse gefragt statt elektrische.
Hubmagnet ist eher die schlechteste Idee.
Ob ein Motor mit Excenter und Stössel bzw mit Kurbelwelle und
Pleuelstange funktioniert hängt davon ab wie "elastisch" der Stempel und
sein Widerlager sind. Um hier eine halbwegs definierte Stempelkraft zu
erzeugen sollte man in die lineare Kraftübertragung (den Stössel) eine
Feder vorsehen.
Ein Spindelantrieb kann recht gut ein definiertes Drehmoment aufbauen,
aber 120 Zyklen pro Minute (also 2 pro Sekunde) ist schon ganz
ordentlich.
Ido K. schrieb:> Ich würde gerne die Bauteile besorgen bevor ich irgendwie Schaltpläne> anfertige.
Richtig, zuerst brauchst du ein funktionierendes mechanisches Konzept.
Udo S. schrieb:> aber 120 Zyklen pro Minute (also 2 pro Sekunde) ist schon ganz> ordentlich.
Ich gebe zu: die 120 Hübe/Minute habe ich glatt überlesen. Irgendwie
wollen die aber auch immer noch nicht in meinen Kopf. Bei 120
Hüben/Minute ist der Stempel das deutlich kleinere Problem als die
Zuführung.
Oder anders herum: Wer eine Zuführung mit 120 Bewegungen/Minute
hinbekommt, für den sollte der zugehörige Stempel kein Problem sein. Ich
würde in dem Fall wohl einen Nockenantrieb vorsehen, dann reicht ein
einfacher Getriebemotor.
Ich würde ein "Schlagmagnet" bauen. Also eine Spule die ein
Elektromagnetischen Feld erzeugt, was eine Stahlbolzen raus schleudert,
sobald das Teil Strom bekommt. Gesichert durch eine Rückholfeder.
Bevor einer nun denkt das ist Phantasie. Vor ca. 30 Jahren habe ich aus
Geldspielautomaten die Münzauszahlung ausgebaut. Da wurde genau SO ein
Teil verbaut. Sobald an die Spule Strom kam, schlug der Bolzen raus,
bewegte ein Schieber und das Gerät lies 1 Münze aus der Münzrolle
fallen. Die Felder (sehr Stark) zog den Bolzen wieder zurück.
Das ganz Vertikal verbaut sollte genau den Gewünschten Effekt bieten.
Vielen Dank für die zahlreichen Antworten, die Hilfsbereitschaft ist
echt erste Klasse. Ein abgeschlossener Stempelvorgang beinhaltet, dass
er einmal aufs Stempelkissen fährt und anschließend auf das Foto. Für
30-60 Exemplare die Minute, muss der Stempel 60-120 mal ausgefahren
werden. Den Wert habe ich herausbekommen, indem ich es simuliert habe
d.h. Timer 1 Minute gestellt und dabei gezählt wie oft ich den Stempel
aufs Tisch drücke.
Zuerst werde ich mich über die Vorschläge schlaumachen anschließend
melde ich mich nochmals bestmöglich mit der Lösung.
Ich wünsche euch ein gesundes Überstehen der aktuellen Situation und
einen schönen Tag noch.
Mit freundlichen Grüßen,
Kars
Ido K. schrieb:> Ein abgeschlossener Stempelvorgang beinhaltet, dass> er einmal aufs Stempelkissen fährt und anschließend auf das Foto
Das heisst, er muss sich jetzt nicht nur 2mal, sondern 4mal pro Sekunde
vor und zurück bewegen, und dazwischen auch noch seitlich, und das
vermutlich viel weiter als auf und ab, nämlich zwischen Stempelkissen
und Foto. Das ist jetzt viel aufwendiger als nach der ersten
Beschreibung.
Stell doch einen pensionierten Postbeamten ein, der hat das drauf. Oder
kaufe eine Frankiermaschine.
Georg
Ido K. schrieb:> Ein abgeschlossener Stempelvorgang beinhaltet, dass> er einmal aufs Stempelkissen fährt und anschließend auf das Foto. Für> 30-60 Exemplare die Minute, muss der Stempel 60-120 mal ausgefahren> werden. Den Wert habe ich herausbekommen, indem ich es simuliert habe> d.h. Timer 1 Minute gestellt und dabei gezählt wie oft ich den Stempel> aufs Tisch drücke.
Das kannst du vergessen.
Diese Speed ist mechanisch mit normalen Mitteln nicht zu schaffen.
Unsere Alte Postmaschine auf der Firma hat mit einen Rotationsstempel
gearbeitet. Aber die herzustellen wird nicht preiswert. Das lohnt sich
nur wenn man das professionell macht.
Ich hatte bei meiner Idee an Handarbeit gedacht.
Also 30 bis 60 Exemplare die Minute sollen angefertigt werden.
Die Idee war, dass ich es wie bei einer Standbohrmaschine fixiert
aufstelle.
Beim ersten Ausfahren findet es einen Stempelkissen vor.
Beim Zweiten Ausfahren findet es ein Foto vor.
Den Switch zwischen Stempelkissen und Foto möchte ich gerne danach
aufbauen.
Für ein Exemplar muss er Zweimal herunterfahren bei 30 bis 60 Exemplaren
macht es 60 bis 120 Bewegungen die Minute. Pro Sekunde sind das 1 bis 2
Bewegungen.
Eine andere Überlegung war eine Art selbstgebauten Exzenter zu bauen (DC
Motor, Alu/Holz Kreisscheibe, Alustange). Dann jedoch fand ich die
Hubmagneten, die Bewegung Linear, die Bauform perfekt, Kosten
überschaubar, tja so wie das Leben es so will ist die Kraft wohl nicht
ausreichend.
Bei Amazon finde ich kaum etwas was solch einem Exzenter ähnelt
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9b/Eccentric_animation.gif
Ich stelle mich entweder total dumm an oder Amazon bietet derartiges
nicht an.
Bei verschiedenen Suchanfragen wurden mir Exzenterschleifer angeboten.
Kann mir jemand von einer alternativen vertrauenswürdigen Quelle
berichten, die ein ähnlichen Support wie Amazon anbieten, bitte kein
Aliexpress oder derartiges.
In der Industrie werden entweder Massereiche Schwungräder, die einen
Stempel über einen Exzenter bewegen oder Hydraulische Systeme, die ihre
Kraft aus dem Öldruck und Zylinderdurchmesser holen, genutzt.
Wichtige Parameter sind dabei der Hub bzw. die Materialdicke; das
Material selber und last but not least die Stempelfläche. Natürlich
sollte die gewünschte Geschwindigkeit nicht außen vor bleiben.
Schau Dir mal so eine Maschine an. Sie bestehen meist aus einer
feststehenden Stempeleinheit mit passendem Gegenstück und einem
X/Y-Tisch der heute Computergesteuert das Blech (manchmal mehrere
Zentimeter dick) zwischen Stempel und Amboss bewegt. Solltest Du mal die
Möglichkeit haben, Dir so ein Teil anzusehen, so vergiss nicht einen
sehr guten Ohrenschutz aufzusetzen.
Zum Teil werden diese aber bereits durch Wasserschneidemaschinen
ersetzt.
Willst Du sehr große Mengen an Papier stempeln, so kommt dafür eine
zylindrische Stempelvorrichtung infrage.
Zwischen zwei Rollen (eine nur gummiert, die andere mit dem Stempel
versehen). Die zwei Rollen übernehmen auch gleich den Transport. Während
die Stempelrolle nach außen zeigt kann eine gefärbte Rolle, synchron,
neue Farbe auftragen. Dieses Prinzip ist in der Industrie bewährt, sehr
schnell und relativ leise. Natürlich muss der Stempel eine zylindrische
Form haben. Aber das ist beim Bedrucken von "unförmigen" Teile normal.
Da die Teile nicht ewig halten, kommt der Austauschbarkeit, Wartbarkeit
und Genauigkeit eine so große Rolle zu, dass das Ganze keine
Hobbykellerarbeit mehr ist.
Rund um diese Problematik kenne ich noch den Tampondruck und den
Foliendruck. Beide sind aber für "krumme" Oberflächen gedacht.
Ido K. schrieb:> anschließend auf das Foto
Du möchtest Fotos stempeln.
In Massen.
Na, wozu auch immer, es klingt wie Briefmarken.
Vergiss dein gehämmer, das geht nur auf die Nerven.
Und man muss die Fotos einzeln unter den Hammer bekommen.
Mach es wie bei Briefen:
Alle Fotos so überlappend hinlegen, dass der Bereich für den Stempel
zugänglich ist.
Dann mit einem Rad, auf dem das Stempelkissen (mehrfach)drumrumgeklebt
ist über die Fotos rollen.
Und dabei neu Farbe annehmen, in dem auf der Oberseite des Rades ein
weiteres Rad das Stempelkissen bildet, alsi immer voll Farbe ist.
Dann ist das Ausrichten der 60 Bilder auf einem langen Tisch die grösste
Arbeit, danach ein Mal drüberrollern um überall ein Stempelabbild zu
hinterlassen. Und nach dem Trocknen einfach alle Photos
zusammenschieben.
Du machst zu viel Aufwand.
Such dir ein Stempelshop. Und frage was ein RUNDER Stempel kostet. Den
Stempel montierst du auf eine Achse mit einer Lochscheibe. Stempelfarbe
wird über eine an drückende Schwammrolle zugeführt kann man sogar mit
Plastikkiste mit Stempelfarbe bauen.
Nun das Foto rein, über Andrucktransportrollen weiter, eine
Lichtschranke löst aus, das Foto wird über den rotierenden Stempel
gezogen und gestempelt.
Das Loch in der Scheibe fixiert den Stempel wieder an der richtigen
Stelle für das nächste Foto. Guter Schrittmotor erforderlich.
Das geht rasend schnell.
Fast genauso hat vor 20 Jahren unsere Postfrankiermaschine gearbeitet.
Oh solide Mechanik gefragt.
Also mit Kurvenscheibe und Exeter geht das leicht. Größer Motor mit
Magnetkupplung ist dann dein Energiespeicher. Darüber treibst einen
Exeter an der sich 90 Grad dreht. Mit einer Kurvenscheibe führst den
Stempel. Auf 70 Grad der Bahn macht der dann seine 180 Drehung. Nur
keine Finger einlegen, die sind dann flach.
MaWin schrieb:> Ido K. schrieb:>> Die Kraft sollte ungefähr 10-20 N betragen> Mit einem Hubmagnet ?
Der muß nur groß genug sein...
https://www.islikermagnete.ch/de/produkte/hubmagnete.html/1-2-7Ido K. schrieb:> Für die Stromversorgung wären 5V und 3A optimal,> Die Kraft sollte ungefähr 10-20 N betragen
Das wird allerdings sicher nix. Da fehlt locker eine Zehnerpotenz bei
der Ansteuerungsleistung, eher mehr.
> da ich noch so ein Netzteil besitze.
Du wirst ein Neues, wesentlich leistungsfähigeres brauchen. Aber das
wird trotzdem nicht das Teuerste an dieser Anlage sein...
