Kleines Elektro(mechanisches) Bauteil für Lineare Bewegung gesucht

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo,

ich bin für ein Projekt auf der Suche nach einem Bauteil was die folgenden Funktionen/Spezifika erfüllen sollte. Kurz zu dem was ich machen will:

Ich möchte in eine „Box“ einige elektrisch steuerbare Bolzen (Durchmesser 2-3mm, Länge 1-2cm (hängt auch von der Art ab wies angetrieben wird) unterbringen. Diese sollen sich einzeln ansteuerbar einen gewißen grad aus dieser Box herausbewegen können (2-4mm sollte reichen). Es geht also im Prinzip um eine lineare Bewegung.

Dachte bereits an Servos (-> bissl groß und teuer da ich insgesamt an etwa 20 „Bölzchen“ dachte) oder vielleicht einem metallischen Bolzen welcher durch eine Spule führt und durch stromfluss bewegt werden kann (eine Richtung würde ja reichen, zurückholen mittels Feder)
                
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                 |  <- Bewegungsrichtung
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               |^|                        |^|
               |  |   <- Bolzen     |  |
               |  |                       |  |
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Soll:

  • Bewegen eines „Bolzen/Pins“ (Stäbchen - Durchmesser so um die 2-3 mm) um 2-4mm
  • das ganze sollte möglichst klein, leicht und billig baubar bzw. kaufbar sein und mit Strom 
     betrieben werden
  • Es soll zumindest ungefähr (3-4 fixe „Höhen“ wären gut, stufenlos natürlich besser wobei die „Auflösung“ im 50er Mikrometerbereich mehr als ausreichend wäre) möglich sein elektrisch die Kraft bzw. die „Hubhöhe“ zu bestimmen.

Kann-Bedingungen:

  • Idealerweise reagiert das Bauteil schnell (<0,05s Reaktionszeit)
  • „Kraft“ mit der es den Bolzen „rausdrückt“ > 2N wäre schön

Hoffe ihr kennt was passendes!

#2

Hallo Fragewurm,

Hoffe ihr kennt was passendes!

Ich passe da im Moment mal grosszügig!

Was aber noch fehlt ist der Platz für die Antriebe, also in welchem Abstand stehen die Bolzen?
Und was ist mit dem zulässigen Stromverbrauch?

MfG Peter(TOO)

#3

  • Da das ganze fertige Objekt tragbar sein soll wären Abstände (gemessen vom Mittelpunkt
    der Bolzen) im Bereich von 2 - 8 mm sinnvoll, wobei eine feinere Auflösung die bessere
    wäre.

  • Stromverbrauch sollte im Prinzip so sein, dass man das Ding mit einem Akku, also letztlich
    mobil, benutzen kann für mindestens 2h. Wenn ich Laienhaft mir meinen
    Handy-akku anschaue, welcher 9,88Wh hat und dabei noch relativ klein, leicht und handlich
    ist würde ich an etwas bis zu 30-40 Wh denken was das ganze Gerät, mit etwa 25 Bolzen,
    betreiben soll. Ich gehe hierbei von der Größenordnung von im Schnitt ein bis vier
    Bewegungen pro Bolzen pro Sekunde aus.

Hier eine „Skizze“ von dem was am Ende rauskommen soll:
https://sketch.io/render/sketch557413cc49f24.png

P.S.: Doppelposting war keine Absicht

#4

metallischen Bolzen welcher durch eine Spule führt und durch
stromfluss bewegt werden kann (eine Richtung würde ja reichen,
zurückholen mittels Feder)

Elekromagnetische Hubantriebe gibt es ja jede Menge.
Die reagieren auch sehr schnell.
Typische Anwendung: Magnetventil
Ich kenne allerdings keine - erst recht keine „bezahlbaren“ - die mehrere Stufen haben.
Zumal nicht in dieser Abmessung.

#5

Danke schon mal für eure beiden Antworten.

Mir scheint von der Funktionsweise ist ein „Elektrozylinder“ das richtige, nur sind die ich gesehen habe vor allem viel zu groß und auch viel stärker als was ich bräuchte. Gibt es denn nichts kompaktes was einen „Pin“ schnell ein paar mm Bewegen kann?

Vielleicht sowas wie in der Art wie bei diesen Mikrotastern (http://thumbs4.ebaystatic.com/d/l225/m/mC7Fn9eE6oxRU…), nur eben nicht als Taster sondern um eine lineare Bewegung zu initieren (einseitig reicht ja, für das Rückholen kann ja eine Feder genutzt werden)

#6

Hallo Fragewurm,

P.S.: Doppelposting war keine Absicht

Ich weiss, liegt an der aktuellen Bedienerführung hier.
Habe halt mit dem Standardtext gelöscht.

MfG Peter(TOO)

#7

Hallo Fragewurm,

Mir scheint von der Funktionsweise ist ein „Elektrozylinder“
das richtige, nur sind die ich gesehen habe vor allem viel zu
groß und auch viel stärker als was ich bräuchte. Gibt es denn
nichts kompaktes was einen „Pin“ schnell ein paar mm Bewegen
kann?

Deine Anforderungen passen nicht zusammen!
Das bekommt man so nicht alles bezahlbar unter einen Hut!

Vom Prinzip her, konnte dies jeder Druckkopf eines Nadeldruckers, zumindest mit nur zwei möglichen Positionen (Aktiviert und Ruhe), da bekommst du aber die 2N nicht hin!

Ein Hubmagnet hat kein lineares Kraft/Wegdiagramm
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/5000…
Für 2mm Hub könnte man mit diesem die 2N von Anfang an erreichen, der braucht aber 2.1W. Da wäre man bei 52W in deinem Fall und ED ist 50%,
Allerdings kann man da noch einiges über eine Stromregelung herausholen so, dass man deine Vorgaben erfüllen kann!

Das Problem mit den Zwischenpositionen ist, dass man irgendwie den Weg erfassen muss und dann die Position regeln. brauch halt mehr Platz, weil da noch Sensoren für die Position hinzu kommen und der Schaltungsaufwand wird auch wesentlich höher. Und billiger wird es schon gar nicht!

Mit einen Schrittmotor und einer Spindel, könnte man die Zwischenstufen einfach realisieren. Ist aber auch nicht ganz billig und du kommst mit der Geschwindigkeit nicht hin!

Ein anderes Problem ist das Gewicht?
25 Bolzen mit je 2N ergeben 50N also rund 5kg. Was ist wen die Kiste mit dem Antrieb schwerer wird?

Allerdings ist mir noch nicht klar, was das Ganze eigentlich werden soll??

MfG Peter(TOO)

#8

Die Box in der die Bolzen sich bewegen sollen ist Teil eines Projektes das gerade in Konzeptionsphase ist und einfach ausgedrückt noch einiges an Variablen aufweist.
Die Angaben die ich oben gemacht habe sind daher Daumenpeilungen welche aber auf der sicheren Seite sind, da ist noch Spielraum drin.

Zur Frage: Was soll die Box eigentlich machen?
Im Prinzip soll durch die bewegten Bolzen elektrische Signale „angezeigt“ werden, wobei die Bolzen „stark“ genug raus gedrückt werden sollen sodass dies auch (buchstäblich) gefühlt werden kann (also sprich durch anfassen deutlich erkennbar sein).

Jetzt wo mir das so bildhaft vorgerechnet wurde erscheinen mir die >2N pro Pin tendenziell überdimensioniert, 1-1,5N wird es wohl tun. Ich gehe davon aus dass die Pins sich im Schnitt wohl eher 0-2 mal pro Sekunde bewegen, wobei es eigentlich nie alle gleichzeitig sein dürften.

Es würde auch reichen wenn nur einige (fixe) Positionen (müssen auch nicht zu genau einnehmbar sein, eben nur grundsätzlich unterscheidbar) eingenommen werden können. Reaktionszeit könnte man bis 0,10s rauf gehen, drüber wirds dann bissl „laggy“.