Hallo,
wer kennt sich aus mit Elektro-Magnetismus?
Bin Maschinenbau-Konstrukteur und benötige in einer Maschine für
ein Teil (ca. 70mm Ø, ca. 200mm lang) einen Antrieb für hin- und
hergehende Bewegung. Sehr geringe Platzverhältnisse, geringe Kräfte.
Soll möglichst geräuschlos/geräuscharm und sehr leicht sein, und die
Hubgeschwindigkeit soll regelbar sein.
Wer kann mir Tipps, Info-Quellen, Literatur nennen?
hallo petern,
wer kennt sich aus mit Elektro-Magnetismus?
na ja, ich…
Bin Maschinenbau-Konstrukteur und benötige in einer Maschine
für
ein Teil (ca. 70mm Ø, ca. 200mm lang) einen Antrieb für hin-
und
hergehende Bewegung. Sehr geringe Platzverhältnisse, geringe
Kräfte.
Soll möglichst geräuschlos/geräuscharm und sehr leicht sein,
und die
Hubgeschwindigkeit soll regelbar sein.
aber das hört sich genau nach einem uhren-pendel an. (siehe z.b. hier: http://www.elektrouhr.de/Haupt-_Mutteruhren/elektron…)
Wer kann mir Tipps, Info-Quellen, Literatur nennen?
infoquellen: alle seiten und literatur über elektrouhren. sonst müßtest du etwas genauer werden.
gruß
ann
Bist Du auch Rätselonkel???
Hallo Peter.
Das ist mal wieder so eine Frage die der Phantasie ihren freien Lauf läßt!
Wie schwer ist Dein Teil? Wie groß ist der Hub? Vertikale oder horizontale Bewegungsrichtung? Linear oder kurvig mit Führung? Wie gelagert? Wie schnell ist die Bewegung? Ist die Bewegung periodisch oder unregelmäßig? Sollen Positionen angefahren werden? Umweltbedingungen; im Freien? in Räumen? bei welcher Temperatur?
Da Du von Magnetismus redest, könnte das Teil aus Stahl sein? Dann kann es bis ca. 6 kg Masse haben.
Das sind nur ein paar Fragen, die beantwortet sein wollen bevor man anfängt vernünftig über etwas nachzudenken. Alles andere ist in’s Blaue hinein phantasiert und dafür ist mir die Zeit zu schade!
Mit freundlichen Grüßen,
Alexander Berresheim.
Hallo Alexander,
erstmal Danke für Deine etwas vorwurfsvolle Antwort. Du hast Recht, hatte vergessen zu schreiben, daß es mir zunächst ums Prinzip geht. Habe noch kein fertiges Konzept.
Was ich schon beantworten kann:
Das Teil kann ich leicht machen (innen hohl, ca. 1-1,5mm Wand),
Hub 20-30mm, vertikal, linear, mit Führung (wie weiß ich noch nicht, muss klein bauen, keine Querkräfte), Geschwindigkeit sollte regelbar sein(ca. 1 Hub/s – ca. 5 Hub/s), periodisch, keine Position, Hubbegrenzung mech. in Führung, in Räumen, trocken,20 °C +/- 5°C.
Wenn Du mir die Frage beantworten könntest, ob das prinzipiell so machbar ist, wäre mir erst mal geholfen, beschäftige mich dann mit den Details. Wenn das mech. Konzept steht, würde ich mich gern nochmal melden.
Gruß Peter
Hallo Peter.
Mal einfach in’s Unreine gedacht.
Wenn man das Teil als Rohr mit 70 mm AD, 1.5 mm WS und 200 mm Länge aus Stahl machen würde wöge das etwa 5 N. (500 g Masse).
Bei ca. 30 mm Hub vertikal, ist ein Solenoid schon mal gar keine schlechte Idee von Dir. Magnetisch heben, und rückstellen durch Schwerkraft oder Feder.
Die unterschiedliche Hubgeschwindigkeit könnte man evtl. mit einer justierbaren Dämpfung (Flüssigkeit oder Gas) erreichen. Das Teil müßte dann formschlüssig mit einem Verdrängerkissen verbunden sein gegen das es arbeitet. Oder eine Seite des Teils wird als reibungsarmer PTFE-Kolben ausgebildet der in einen zylindrischen Hohlraum taucht.
Ich würde intuitiv die Rückstellbewegung mit Federunterstützung machen, weil man dann freier in der Wahl der dynamischen Parameter ist, da sonst nur die konstante Gewichtskraft zur Verfügung steht.
Ein Solenoid für 10 bis 20 N mit den Abmessungen ist kein Problem. Eine Wirbelstromdämpfung in dem Geschwindigkeitsbereich dürfte schwierig zu machen sein.
Denkbar wäre aber auch ein Tauchspulenantrieb (wie im Lautsprecher). Bei dem wäre eine Geschwindigkeitsregelung einfacher, ohne hydraulische oder pneumatische Elemente. Mit Seltene-Erden-Magneten sind auch hier, bei den Abmessungen, 10 bis 20 N kein Problem. Das kann aber u.U. teuer werden wenn der Magnet angefertigt werden muß.
Das hier sind aber nur Diskussionsvorschläge.
Wenn man weg vom Magnetismus geht, ist auch ein rein hydraulisches System denkbar. Kleiner, doppeltwirkender Arbeitskolben (evtl. sogar flexible Blasen), und eine kleine Zahnradpumpe. Durch Drehrichtungs-Umsteuerung der Pumpe mit verschiedenen Drehzahlen wandert Dein Teil wie gewünscht auf und ab.
Laß Dir mal die Sache durch den Kopf gehen. So etwas kann nur in der Diskussion reifen.
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo,
Hub 20-30mm, vertikal, linear, mit Führung (wie weiß ich noch
nicht, muss klein bauen, keine Querkräfte), Geschwindigkeit
sollte regelbar sein(ca. 1 Hub/s – ca. 5 Hub/s), periodisch,
keine Position, Hubbegrenzung mech. in Führung, in Räumen,
trocken,20 °C +/- 5°C.
kommen da auch andere Varianten mit Motor in Betracht?
-> Antrieb mit Spindel/Gewindestange
-> über Zahnstange
-> über Zahnriehmen
-> Schnurrolle (Rückstellen mit Feder/Eigengewicht)
Als Antrieb eignen sich z.B. einfache DC-Getriebemotoren
(Steuerung mit PWM) oder Schrittmotore (komplizierter in
Ansteuerung. Endlagenschalter sind zweckmäßig.
Wegen dem Platzmangel könnte der Antrieb auch in den
Zylinder reingebaut werden.
Desweiteren ist auch ein pneumatischer Hubzylinder denkbar.
evtl. Druckluft vorhanden
Gruß Uwi
Hallo Alexander,
erstmal Danke für Deine tollen Denkanstösse. Werde mich am
Wochenende damit beschäftigen.
Gruß Peter
und danke auch, daß du mich so konsequent ignorierst.
Hallo Alexander,
ich denke, deine Anfrage wurde inzwischen genügend behandelt, mir ist jedoch beim Lesen dieses Artikels als erster Gedanke der „Hubmagnet“ als Lösung eingefallen (wurde in einer Antwort auch schon erwähnt als Lautsprecher-Prinzip). Dieses Teil findet Anwendung z.B. in Wasserventilen. Ich selbst habe einen an meiner Waschmaschine, bei Stromverlust oder Wasseraustritt wird dieses Ventil einfach abgeschaltet.
Man spart sich umständlichen Getriebeaufbau, Ansteuerelektronik usw. Der Hubmagnet funktioniert im Prinzip wie eine Tauchankerspule, das heißt beim Bestromen der Wicklung wird ein Eisenanker oder Eisenstab in die Spule gezogen (Zugmagnet, gleiches Prinzip beim Relais). Durch Anbringen einer Rückstellfeder wird bei Wegnahme des Stroms der Anker wieder in Ruheposition gebracht. Der Hubmanget arbeitet analog zu den Pneumatik-Zylindern z.B. von Festo, nur mit Spannung anstelle mit Druckluft.
Leider habe ich keinen Zugmagnet für deine Verfahrlänge auf Anhieb gefunden, aber du solltest dir mal bei Conrad Electronic Hirschau die Hubmagnete anschauen, oder direkt bei Fa. EBE. Hier sind auch die Haltekräfte und Verfahrwege genannt.
Als Ansteuerung kann man wahrscheinlich eine einfache Relais-Steuerung oder Transistor-Pulssteuerung nehmen.
Nachteil: eine Geschwindigkeitsregelung ist hier schwierig und auch nur mit komplexer PWM-Ansteuerung zu realisieren, es ist aber aus deiner Anfrage nicht deutlich hervorgegangen, ob du das benötigst. Ansonsten wird die Stellkraft durch eine Strombegrenzung realisiert.
Viel Spaß beim Projekt
Gruß Oliver Schaaf
Übrigens:
Die Japaner, Chinesen usw. wickeln sich Ihre Hubmagnete für Ihre Applikationen meistens selbst (billigst), kann man eigentlich auch nicht viel falsch machen, auf ein Kunststoff-Rohr viele, viele Windungen aufwickeln, einen passenden, massiven Eisenstab mit passendem Durchmesser für das Kunststoff-Rohr organisieren, Löcher für Rückstellfeder und mech. Anbindung in den Eisenstab einfügen, eventuell Lagerung für den Eisenstab anbringen.
Wirkungsgrad kann natürlich erhöht werden durch Einsatz eines Stabmagneten anstelle des Eisenstabs, damit kann man auch bei Verpolung der Spule noch „drücken“ anstelle nur „ziehen“.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]