Kugellager statt Schleifring?

Tach zusammen, ums gleich zu sagen, ich bin nicht vom Fach, sondern Biologe. Ich hoffe, ich bin hier richtig. Entschuldigt bitte eventuell falsche Ausdrücke, Bezeichnungen o.ä. Danke. Wir haben am Institut einen 3D-Klinostaten gebaut, das ist ein Gerät zur Simulation von µ-Gravitation: eine Plattform, auf der sich ein experimenteller Aufbau (z.B. ein Minimikroskop mit Funkkamera) befindet, ist kardanisch aufgehängt (sie rotiert mit einem inneren Rahmen, der, um 90° versetzt, in einem äußeren rotiert). Die beiden Rahmen werden mit bis zu 10 Hz rotieren. Durch die Ubiquitierung des Schwerereizes entsteht der Eindruck von Schwerelosigkeit (grob gesagt). Auf der rotierenden Plattform brauchen wir Strom für diverse Geräte wie Funkkamera, Sender, Mikroskopbeleuchtung usw. Akkus sind schwer und bedeuten mehr Masse, die ausgewuchtet werden muss, daher wollte ich was anderes. Meine erste Idee war, Schleifringe an den Achsen der Kardanaufhängung anzubringen. Über Bürsten hätten wir so eine Möglichkeit, elektrische Energie ("Strom") zu liefern (der Rahmen ist dann der Minuspol). Auf diesen Vorschlag hin habe ich gehört, dass das nicht praktikabel ist, da das Videosignal von der Funkkamera irgendwie auf den "Strom" moduliert wird und dann alles rauscht (oder so). Das soll nicht allein ein Problem der Abschirmung sein. Außerdem hat in einer Bürste immer eine andere Borste Kontakt und dieses ständige "An-Aus" wäre auch schwierig (??). Ganz zu schweigen von der Abnutzung. Daher hab ich mir dann gedacht, dass man ja vielleicht ein Kugellager nehmen könnte: man hat immer Kontakt (ok, man muss es vielleicht mit Graphit statt Fett schmieren), es hat wenig Widerstand, und es nutzt sich weniger ab als eine Bürste mit einem Schleifring. Also, dann jetzt meine Frage: geht das überhaupt mit einem Kugellager? Ist das überhaupt nötig, oder lässt sich das Rauschproblem auch mit einer Blechdose als Abschirmung um den Schleifring lösen? Hab ich irgendeinen Nachteil übersehen oder gibt's noch Alternativen? Vielen Dank im voraus Sebastian

P.S.: Sollte sich jemand von meiner Frage belästigt, ausgenutzt und/oder genervt fühlen: tun Sie sich keinen Zwang an! Sagen Sie es mir NICHT! Ignorieren Sie diesen Newsbeitrag einfach. Auf Belehrungen, "wohlmeinende Ratschläge" und Schmähungen kann ich durchaus verzichten. Wer in einer Newsgroup mitdiskutiert, tut das afaik freiwillig und lässt die Fragenden gern an seinem Wissen teilhaben (oder halt nicht). Danke.

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Sebastian M. Strauch
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Sebastian M. Strauch schrieb:

Hallo,

Kugellager sind auf die Verwendung als Lager optimiert, f=FCr den=20 Missbrauch als Schleifring k=F6nnte der Widerstand zu hoch sein. Ausserde= m=20 soll das Schmierfett einen Film zwischen Kugeln und Lagerschalen bilden=20 was aber den Widerstand noch weiter erh=F6ht. F=FCr die =DCbertragung von Signalen wie dem Videosignal gibt es auch=20 rotierende Transformatoren, so wird das Signal magnetisch ohne=20 schleifende Kontakte =FCbertragen.

Die Stromversorgung w=E4re auch mit einem rotierenden Transformator=20 m=F6glich, aber dann muss mit Wechselstrom h=F6herer Frequenz versorgt=20 werden, der dann danach gleichgerichtet und gesiebt wird um die=20 Elektronik zu versorgen.

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Bye

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Uwe Hercksen

Oh je ;-)

Dann gleich mal die Gegenfragen:

- wie groß ist das Teil?

- wieviel Strom brauchst Du (Ampere, Spitze und Durchschnitt)?

- wie lange soll das Teil (am Stück) laufen?

- stört das Rauschen auf der Versorgung (dagegen kann man was machen) oder die Funkstörungen der Bürsten (dagegen auch, aber anderes)?

- wer wird durch diese Störung gestört?

- was hängt alles an dieser Stromversorgung dran?

- gips irnkwo ein Bild oder eine Zeichnung dieses (oder eines solchen) Apparates?

- habt ihr schon probiert, ob der Empfänger eurer Kamera mit dem bewegten Sender klarkommt, oder stellt sich irgendwann heraus, daß auch das Videosignal über die Kontaktvorrichtung muß?

Strom über Kugellager zu leiten geht schon - das wird seit Jahrzehnten so bei Fahrrädern gemacht. Das geht aber auch oft schief (und führt bei den Fahrrädern i.A. zu kaputten Birnchen). Und ob das dann weniger stört als ein Schleifring würde ich mal vorsichtig bezweifeln.

Gruß Markus

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Markus Imhof

"> Tach zusammen,

befindet, ist

Mikroskopbeleuchtung

Moin, ist kein Problem, die Kontakte(Gold) sind sehr gut und eine Übertragung von Videosignalen ist auch kein Problem.

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Du weitere Infos brauchst schreib mir eine Mail. Gruss Thomas

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Thomas Petersen

Hallo,

Also ich würde die Energie induktiv übertragen (geht mit Luftspaltübertrager recht ordentlich) und die Videosignale per Funk übertragen.

Entsprechende Videomodule gibt es überall, sind nicht teuer, dafür aber klein und leicht.

Zur Energieübertragung: Habe mal so einen Luftspaltübertrager gebaut, der über 15 mm Luftstrecke ca. 40 Watt übertragen hat... allerdings muss man dann einen Wechselrichter vorschalten (Frequenz bei mir: 100kHz) und die Spuleninduktivität mit einem Kondensator zu einem Schwingkreis ergänzen, ist nicht ganz unaufwändig. Da du zudem eine kardanische Aufhängung hast, müßtest du zwei von diesen Dingern bauen, weil du hier ja über zwei Rotationsachsen übertragen willst. In diesem Fall würd ich hier auch simple Schleifringe/Bürsten nehmen, für die Energieübertragung reichen die allemal. Und mehrere tausend Betriebsstunden strebst du ja auch nicht an, so dass die Abnutzung eher zweitrangig wäre.

Gruß MATZE

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Matthias Soehn

Markus Imhof schrieb:

Huch, wo denn? Mir würde da lediglich ein DC-erregter Nabendynamo einfallen.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Die Rückleitung (vulgo "Masse") benutzt den Rahmen und die Vorderradgabel als leitende Bauteile. Und diese beiden Teile sind mechanisch mittels des Steuersatzes (aka Lenkkopflager) verbunden, also mittels zweier Kugellager.

Da diese Art der Rückleitung sehr unzuverlässig ist, sollen -- so weit ich das mitbekommen habe -- demnächst zweiadrige Zuleitungen zu den Leuchten an Fahrrädern vorgeschrieben werden.

Grüße,

Günther

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Günther Dietrich

Dieter Wiedmann schrieb:

Gabellager. Dynamo am Vorderrad, ein Draht geht aus dem Dynamo raus. Der Zweite Pol ist der Rahmen. Dann muss der Strom über dieses Lager.

Nabendynamos haben zwei richtige Kontakte (sind auch entsprechend teuer, so dass es da drauf nicht mehr an kommt).

Servus Christoph Müller

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Christoph Müller

Wenn es konstruktiv passt, ist das eine recht gute Lösung.

Ach! Irgendwie. Da scheint jemand so richtig Ahnung zu haben.

Tja, so ist das mit Fachausdrücken. Manche davon hören sich genauso an, wie Begriffe aus dem täglichen Leben -- und werden deshalb gerne flachs interpretiert. Eine Schleifbürste sieht heutzutage normalerweise nicht so aus, wie das Ding, mit dem man den Boden schrubbt, oder Schuhcreme auf's Leder schmiert. In den meisten Fällen bestehen sie aus Kohle und sind quaderförmig. Die Lebensdauer dieser Teile ist erstaunlich hoch. In Handbohrmaschinen, Staubsaugern, Kühlerventilatoren von Kraftfahrzeugen und ähnlichen Alltagsgeräten stecken sie. Und man braucht nicht alle paar Betriebsstunden nach neuen Kohlestiften zu rennen.

Der Missbrauch von Kugellagern als Schleifringersatz wurde in dieser Newsgroup bzw. in de.sci.electronics (welche genau weiß ich nicht mehr, bin auch zu faul, bei Goggle nachzusehen -- das kannst Du ja machen) bereits ausführlich diskutiert.

So weit ich mich erinnere, war das Ergebnis, dass es eine ganz schlechte Idee sei. Erstens soll die Qualität der Stromübertragung weit schlechter sein als bei Schleifringen. Z.B. weil das Fett zwischen Kugeln und Laufflächen teilweise isoliert. Zweitens führen wohl auch schon geringe Ströme zu erheblichem Verschleiß an den Kugellagern und die Dinger sind dann ganz schnell Schrott. Ist auch verständlich, da die Kugeln die Laufflächen jeweils nur mit einer extrem kleinen Fläche berühren und da die Stromdichte entsprechend extrem groß wird. Das führt zu punktueller Erhitzung der Materialien, wodurch sie weniger verschleißfest werden. Wasser und Salze aus der Umgebung im Schmiermittel entfalten zusätzlich zusammen mit dem Strom elektrolytische Wirkung. Vermutlich treten noch andere unerwünschte Effekte auf.

Es gibt sehr gute Schleifringübertrager. Wenn ein geeigneter Typ verwendet wird, und einige evtl. nötige Maßnahmen ergriffen werden, kann man damit problemarme Lösungen aufbauen. Ich habe auch schon Video-Übertragung in hoher Qualität über Schleifringe bei hoher Drehzahl gesehen.

Kugellager sind auf die Verwendung als Lager hin optimiert. Schleifringübertrager sind auf die Übertragung von Strömen/Signalen auf rotierende Teile hin optimiert. Für jeweils andere Zwecke sind beide daher meist nicht besonders gut geeignet. Aber mann kann ja auch mit einem Hammer Schrauben einschlagen. :)

Du forderst es ja richtiggehend heraus.

All das vermeidet man am sichersten, indem man seinen Artikel bzw. seine Anfrage richtig gestaltet. Das hast Du größtenteils ja auch eingehalten. Du hättest allerdings noch bei "" nachsehen können, ob zu Deinem Thema schon mal was geschrieben wurde, bevor Du in der Newsgroup fragst. Das kannst Du aber jetzt noch nachholen. Es wurde nämlich -- wie oben schon angemerkt -- bereits ausführlich über das Thema diskutiert. Den betreffenden Thread suche ich Dir allerdings nicht heraus. :)

Und er erwartet meist, dass der Fragende sich auch selbst ein klein wenig Mühe macht, und nicht die ganze Arbeit der Newsgroup aufbürdet.

Grüße,

Günther

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Günther Dietrich

Hallo Sebastian,

Wie schone einige sagten, Strom von einigen hundert Milliamperer oder mehr ueber ein Kugellager kann das Lager ruinieren. Es gibt schnell kleine "Krater" auf den Kugeln und dann ist es nur eine Frage der Zeit, wann das Lager festgeht.

Erkundige Dich einmal nach druckdichten Kugellagern. Diese haben Scheiben, die aufeinander reiben und das Lager besser abdichten als andere normale Lager. Ich weiss nicht mehr, wo ich sie gesehen habe. Alternativ Email an SKF und die anderen Hersteller schicken, ob sie etwas passendes mit zulaessigem Stromfluss haben.

Gruesse, Joerg

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Joerg

Deshalb wollte Sebastian ja das Fett durch Graphit ersetzen.

Sobald eine gewisse Stromstärke überschritten wird. Wie hoch die ist, muss man allerdings über Versuch und Irrtum ermitteln. Die Lagerhersteller machen das normalerweise nicht.

Könnte natürlich ein Problem sein. Das größere Problem dürften die zu erwartenden Lichtbögen sein, die immer wieder mal auftreten werden. Die schlagen nämlich gleich ganze Kristalle aus den Kugel- und Lagerflächen. Das Zeug ist sehr hart und bleibt gemeinerweise eine ganze Weile im Lager, wo es dann zusammen mit der zu erwartenden Bewegung ganz ordentliche Metallverarbeitung vollführt.

Hängt von den konkreten Umgebungsbedingungen ab.

Anzunehmen.

Die in Holz sogar besser halten, als wenn sie geschraubt würden!

:-)

Ich erwarte eigentlich nur, dass man mit Spaß bei der Sache ist. Wenn jemand gerne Probleme löst, dann will ich das nicht deshalb verhindern, nur weil da wer anderen die Arbeit "aufbürdert". Denn von "Aufbürden" kann doch überhaupt keine Rede sein. Dann MÜSSTE man ja die Arbeit erledigen. Aber hier geht doch alles FREIWILLIG ab. Deshalb halte ich von Überreglementierung überhaupt nichts.

Servus Christoph Müller

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Christoph Müller

Günther Dietrich schrieb:

Ja, hatte ich übersehen. Besonders hohe Umdrehungszahlen werden da allerdings nicht erreicht.;-)

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Stirnrunzel... (wie war noch gleich die richtige Abkürzung dafür?)

Ich fahre seit >30 Jahren und hatte eswegen noch nie Stess mit der Beleuchtung. Sehr wohl mit wegkorrodierten Aluschutzblechen und derartigen schikanen, aber sicher noch nie wegen dem Lenklager.

Marte

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Marte Schwarz

...und es fliesst dort normalerweise nur der Strom fürs Rücklicht, also 0,1 A. Gruss Harald

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Harald Wilhelms

Nein. Im Steuersatz fließt der Strom des Scheinwerfers, immerhin 0,5 A (sofern dieser am Lenker "geerdet" ist).

Ich habe oft Helligkeitseinbrüche abhängig von der Lenkstellung beobachtet, bis mich eine gute Fee auf die Idee brauchte, eine zusätzliche Masseleitung zum Scheinwerfer zu legen. Von da an hatte ich die gleichmäßigste Helligkeit, die ich mir nur wünschen konnte (mit Akkubeleuchtung).

vG

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Volker Gringmuth

Der fließt doch über kein Kugellager (davon ausgehend, das der Dynamo an der Vorderradgabel und der Scheinwerfer am Lenkrohr sitzt)

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Martin D. Bartsch

Mift. Ich ging von meinem Fahrrad aus, wo der Dynamo hinten ist. Sorry.

vG

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Volker Gringmuth

Paßt schon.

Mit 10Hz läßt sich Strom oder das Signal eigentlich schon magnetisch erzeugen oder übertragen. Z.B. durch eine Spule um den Aufbau, die im Magnetfeld rotiert. Wenn du mal ein Bild von dem Aufbau hättest, wäre das sehr schön. Auch könnte man sich vorstellen, daß einzelne, mit Wechselstrom gespeiste Magnete im außerhalb den Strom auf einen oder mehrere Spulen im rotierenden Aufbau übertragen. Notfalls könnte man auch eine Frequenz deutlich über 50Hz nutzen, um nicht so viele Windungen zu benötigen.

Das mit der Funkkamera und dem Sender hatte ich glatt überlesen. Damit erübrigt sich der Teil betreffend Signalübertragung in meiner Antwort. Bitte ignorieren!

Das ist soweit richtig. Wenn es nur um die Stromversorgung geht, kann man das Problem durch Filtern und abschirmen, sowie durch Miniaturisierung (Verwendung eines kleinen Schleitradus) minimieren. Ein Vidoeosignal würde ich über Schleifkontakte nicht so gerne übertragen wollen. Bei der Kopftrommel eines Videorecorders macht man so etwas daher auch magnetisch. Wenn du irgendwo im Müll einen alten, defekten Videorecorder findest, kannst du die Kopftrommel ja einmal auseinander nehmen und dir angucken, wie das zwischen diesen zwei silbernen Teilen (dem drehenden und dem sich nicht drehenden) aussieht. Im Web finden sich bestimmt auch Bilder.

Das mit der Abnutzung kommt sicherlich auf den notwendigen Radius und den benötigten Strom an. Innen ist der Weg deutlich kürzer.

Zur Abnutzung von Kugellagern durch Funken wurde ja bereits etwas geschrieben. Wahrscheinlich würde ein überdimensioniertes Rollenlager etwas länger halten. Das Problem mit dem Rauschen wird vermutlich bleiben. Das Problem ist ja zudem, daß du innen keine vernünftige Masse hast, dein gesamter Innenaufbau also die Störungen sendet. Du mußt schließlich zwei Kontakte übertragen: Hin- und Rückleiter. Also brauchst du auch zwei voneinander isolierte Lager. Gut: eines wird im Prinzip schon vorhanden sein und den derzeitigen Aufbau drehen, aber das ist ja dann auch nicht für die Stromübertragung optimiert.

Wenn du das Signal über einen unterbrochenen Kontakt übertragen willst, kannst du Signale, also auch das Rauschen, natürlich auch nicht abschirmen. Gut, diesen Teil vergessen wir jetzt. Ich würde es trotzdem magnetisch und mit Wechselstrom zu lösen versuchen. Du kannst ja statt

50 Hz z.B. auf 1 KHz rauf gehen, wenn die der innere Teil des Übertragers sonst zu schwer wird.

Magnetismus (oder Energieübertragung durch Kontakte/Lager und Videoübertragung durch Magnetismus, Funk, Licht oder Infratot. Ich weiß nicht, wie groß euer Aufbau ist, aber es gibt z.B. auch Funkkameras. Falls sich Computerisierte Hardware im Aufbau befindet, würde sich Bluetooth oder WLAN anbieten.) Da fällt mir gerade ein, daß man Energie auch mit Licht übertragen kann, aber vermutlich wäre das größer und teurer, als so eine Spule.

Gern geschehen.

Lars

Solche Zusätze nerven mehr als die Beiträge selbst, die evtl. OT geschrieben wurden. Ich kann mir auch nicht vorstellen, daß sich jemand ernsthaft davon abhalten läßt, es dir zu sagen, falls du mal wirklich nervst.

Die Sig ist viel zu lang. Sie sollte 4 Zeilen nicht überschreiten.

Reply to
Lars Mueller

Hallo Sebastian,

guck mal unter

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ist ja da was passendes dabei.

Viele Grüße,

Dieter Michel

Reply to
Dieter Michel

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