Grenzwinkel von Steuerkurven?

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo!

Meine Frage betrifft die Konstruktion von Schiebegliedern, die mittels Steuerkurven
in denen ein Mitnehmerstift läuft, der an anderer Stelle auch noch gerade geführt
wird, angetrieben werden. Es handelt sich um ein Kurvenrohr aus Aluminium und
einen Mitnehmerstift aus Kunststoff.

Meine Frage lautet nun: Wie steil, oder flach (je nachdem wie man es betrachtet) darf
die Steuerkurve werden, damit der Antrieb noch funktioniert?

Die in ein Rohr eingebrachte Kurve hat eine gewisse Steigung pro Winkel. Das heißt,
dass der Mitnehmer, der radial zur Mittelachse des Kurvenrohres angebracht ist,
einen gewissen Hub pro Drehwinkel in achsialer Richtung zurück legt, die Kurve also
eine bestimmte Steigung aufweist. Wie groß darf diese Steigung nun maximal
werden?

Eine weitere Frage die ich mir stelle ist: Die Steuerkurve darf nur über einen
gewissen Teil des Umfangs des Rohres laufen. Würde die Kurve über 360° laufen,
wäre das Kurvenrohr eine Art Spiralfeder - das funktioniert nicht. Die Frage ist,
welchen Teil des Umfangs darf die Kurve max. beschreiben?

Freue mich auf euere Antworten!

#2

Hallo!
ich hatte bisher zwar leider noch keine Anwendung, wo ich eine solche Mechanik hätte gebrauchen können, versuche aber mal zu antworten.

Der maximale Winkel dürfte von verschiedenen Faktoren abhängen:

  • Reibungskoeffizient zwischen den beiden Elementen und daher auch die Rauigkeit der Oberflächen
  • welche Kraft wirkt am Ende des Kunststoffteils?
  • wie groß ist die Winkelgeschwindigkeit bzw. Beschleunigung der Drehung?

Letztlich ergibt sich ja die resultierende Kraft aus der Normalkraft, dem Reibungskoeffizient und dem Winkel, analog zu Berechnungen von Körpern die auf schiefen Ebenen.
In diesem Fall würde ich (aus dem Bauch heraus) sagen, dass Winkel > 60° problematisch sind, zumindest wenn das Kurvengetriebe nur mit Gleitlagerungen auskommen muss.

Ähnliche Mechaniken findet man zum Beispiel bei Kugelschreibern, bei denen durch Drehung des Oberteils die Miene linear bewegt wird.

Zum 2. Teil der Frage:
Wenn der Drehwinkel größer als 360° ist hätte man ja entweder ein Gewinde, oder die Linearbewegung ist begrenzt und wird endlos wiederholt. Das wäre dann der klassische Fall für Kurvengetriebe.
Es gibt Steilgewinde mit Kugelumlaufmuttern, die ca. das 3- bis 4-fache des Gewindespindel Durchmessers als Steigung haben (also z.B. Spindeldurchmesser 16mm, Steigung 50mm, zum Beispiel von http://www.bornemann-gewindetechnik.de oder http://www.gewinde.ch)
Um etwas genaueres sagen zu können, wäre es hilfreich zu wissen worum es in diesem Fall konkret geht.

Gruß, Michael

#3

Tut mir leid, bei diesem Problem kann ich dir leider nicht helfen.