Guten Tag zusammen, im Rahmen meiner Abschlussarbeit entwickle ich ein Konzept für einen Prüfstand zur Ventildauerprüfung. Dabei wird ein Handradventil über mehrere Hundert Zyklen auf- und zugedreht. Das Ventil soll mit einem Drehmoment von 4 bis 16 Nm (je nach Ventil) und einer Drehzahl von 10 bis 30 U/min betrieben werden. Zusätzlich muss der Motor in den Endpositionen das Ventil halten können, um mögliche rückwirkende Kräfte abzufangen. Außerdem möchte ich den Gesamtwinkel erfassen, um festzustellen, wie viele Grad sich das Ventil insgesamt dreht. Das Drehmoment wird hierbei über einen separaten Sensor gemessen. Nach meinen bisherigen Überlegungen erscheint mir ein Nema-42-Schrittmotor mit einem Haltemoment von 20 Nm zunächst als mögliche Lösung. Allerdings ist dieser Motor aufgrund seiner Größe und seines Gewichts für die Anwendung wenig geeignet. Darüber hinaus wäre die hohe Präzision und das große Haltemoment in diesem Szenario überdimensioniert. Eine effizientere Alternative sehe ich in einem bürstenlosen Gleichstrommotor (BL-Motor) mit einem passenden Planetengetriebe. Diese Kombination ist kompakt, flexibel konfigurierbar und bietet eine gute Regelbarkeit sowie Effizienz. Herausforderungen sehe ich jedoch insbesondere bei der Auswahl der Motorsteuerung. Eine 4-Quadranten-Motorsteuerung (4Q) erscheint mir sinnvoll, da sie nicht nur die Drehzahl regeln, sondern auch ein Bremsmoment erzeugen kann. Hier stellt sich mir die Frage, ob diese Steuerung ausreicht, um das Ventil in den Endpositionen zu halten, oder ob zusätzlich eine mechanische Bremse erforderlich wäre. Bevorzugt wäre zudem eine Motorsteuerung, die ein analoges 0-10-V-Signal unterstützt, da diese leicht in bestehende Systeme integriert werden kann. Zwar gibt es viele Hersteller wie Faulhaber, Maxon oder Dunkermotor, die entsprechende Komponenten anbieten, jedoch fehlt mir die Erfahrung, um die optimale Kombination aus Motor, Getriebe und Steuerung zu bestimmen. Ich suche daher eine Lösung, die ein Komplettpaket aus einem geeigneten BL-Motor mit passendem Getriebe und einer Motorsteuerung umfasst. Besonders wichtig wäre mir auch eine klare Erklärung, wie die einzelnen Komponenten zusammenarbeiten und ob der Motor auch ohne mechanische Bremse das Ventil in Position halten kann. Falls ihr passende Empfehlungen oder Tipps habt, würde ich mich sehr freuen. Vielen Dank schon einmal für eure Unterstützung!
Warum BL? Welches Haltemoment ist erforderlich? Skizze vom mechanischen Aufbau? Welcher Drehwinkel von "auf" nach "zu" ?
Marko schrieb: > Ventildauerprüfung. Dabei wird ein Handradventil über > mehrere Hundert Zyklen auf- und zugedreht. Das Ventil soll mit einem > Drehmoment von 4 bis 16 Nm (je nach Ventil) und einer Drehzahl von 10 > bis 30 U/min betrieben werden Wenn es nicht so genau sein muss: Billiger DC-Bürstenmotor mit Getriebe für 30U bei Nennspannung. Für 10U Spannung reduzieren, für das Anschlagdrehmoment den Strom begrenzen (Labornetzteil reicht). Rückwärts durch umpolen. Hinweis: ein mit xNm angezogenes Handventil wird (x+y)Nm brauchen, um wieder auf zu gehen. Dazu nach der Umpolung einige Sekunden Strom erhöhen, oder einfach ein zweites Netzteil zuschalten.
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Bei der geforderten mechanischen Leistung (Drehmoment*Drehzahl) könnte auch ein kleinerer Schrittmotor (Nema23 mit Getriebe 1:10 bis 1:15 oder Nema34 mit Getriebe 1:3 bis 1:5) geeignet sein. 1:3 bekommt man auch noch preiswert mit einem Zahnriemen hin. Je nach Umsetzung der Drehbewegung des Motors auf die Ventilverstellung (Spindel?) ist der gesamte Aufbau schon soweit selbsthemmend, dass das Rastmoment des Motors oder zumindest das Haltemoment bei reduziertem Nennstrom (25-50%) ausreicht. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Marko schrieb: > meiner Abschlussarbeit entwickle ich Marko schrieb: > suche daher eine Lösung, die ein Komplettpaket aus einem geeigneten > BL-Motor mit passendem Getriebe und einer Motorsteuerung umfasst. > Besonders wichtig wäre mir auch eine klare Erklärung, wie die einzelnen > Komponenten zusammenarbeiten und ob der Motor auch ohne mechanische > Bremse das Ventil in Position halten kann. Falls ihr passende > Empfehlungen oder Tipps habt Und was ist jetzt DEIN ANTEIL an der "Entwicklung"?
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