1. Home
  2. ⚙ General Engineering Forum (German)
  3. Linearer Antrieb

Linearer Antrieb

Hallo zusammen!

Auch auf die Gefahr hin, dass ich etwas off-topic liege, poste ich hier trotzdem schnell und hoffe dass Ihr mir weiterhelfen könnt.

Ich möchte ein Objekt mit einer Masse von 2 kg linear (also gerade) beschleunigen. Die Strecke auf der das passieren soll ist 10 - 20 cm lang. Meine Wunschgrößen: Maximal erreichbare Geschwindigkeit: 8 m/s Beschleunigung über 20 cm: 160 m/s² => Beschleunigungskraft: 320 N

Welche Möglichkeiten gibt es, diese Beschleunigung (oder eine geringere aber trotzdem möglichst hohe) auszuführen?

  1. Ich dachte an Linearmotoren, die sehr schnelle Beschleunigungen (z.B.
36g) und maximale Geschwindigkeiten von bis zu 10 m/s erreichen. Problem: 1 Linearmotor kostet rund 4.000 ?. Außerdem sind diese Motoren sehr auf Positionsgenauigkeit ausgelegt, was ich für meine Anwendung nicht brauche.

  1. Eine Feder. Problem: Die Feder muss sich automatisch (durch irgendeine Mechanik) wieder spannen und muss auch variabel gepsannt werden können, so dass unterscheidliche Beschleunigungen möglich sind. Wie könnte man das realisieren? Der Ansatz gefällt mir sonst gut, wenn eben das Problem der erneuten Spannung gelöst werden kann.

  2. Normale Gleichstrom-/Servomotoren mit einer speziellen Mechanik (Spindel, Zahnriemen...). Nur glaube ich, dass die Motoren nicht stark genug sein werden. Oder?

Ich hoffe Ihr könnt mir weiterhelfen.

Danke!

Gruß Andreas

Reply to
Andreas Lademann
Loading thread data ...

...

  1. formatting link
    HTH

Marco

Reply to
Marco F. Scala

formatting link
bzw:
formatting link

Reply to
Marco F. Scala

"Andreas Lademann" schrieb im Newsbeitrag news:ce34o1$7vu$05$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

Auch auf die Gefahr hin, dass ich etwas off-topic liege, poste ich hier trotzdem schnell und hoffe dass Ihr mit weiterhelfen könnt.

Ich möchte ein Objekt mit einer Masse von 2 kg linear (also gerade) beschleunigen. Die Strecke auf der das passieren soll ist 10 - 20 cm lang. Meine Wunschgrößen: Maximal erreichbare Geschwindigkeit: 8 m/s Beschleunigung über 20 cm: 160 m/s² => Beschleunigungskraft: 320 N

Nimm Pneumatik das spart das Problem des Spannens von selber.

Geht auch. Kommt ganz auf Deine genauen Anforderungen an.

Ansonsten leite ich dich mal an die Experten weiter:

news:de.sci.ing.misc mit f'up Mit freundlichen Grüßen: Peter Nießen

Reply to
Peter Niessen

Ich dachte erst an Pneumatik zum Spannen der Feder. Aber es geht auch nur mit Pneumatik? Ist das so schnell? Ich habe keine Ahnung von Pneumatik. Wie müsste solch ein Aufbau in etwa aussehen? In welchem Preisbereich bewegt man sich dabei?

Meine Anforderungen sind die, die ich oben beschrieben habe:

"Ich möchte ein Objekt mit einer Masse von 2 kg linear (also gerade) beschleunigen. Die Strecke auf der das passieren soll ist 10 - 20 cm lang. Meine Wunschgrößen: Maximal erreichbare Geschwindigkeit: 8 m/s Beschleunigung über 20 cm: 160 m/s² => Beschleunigungskraft: 320 N"

Gruß Andreas

Reply to
Andreas Lademann

formatting link

formatting link
Das meinte ich mit Linearmotoren. Und diese sind eben viel zu teuer für meinen Zweck.

Reply to
Andreas Lademann

Kompressor -> Ventil -> Pneumatik-Zylinder, und dazwischen selbst abgelängter Plastikschlauch (z.b. 10mm) mit passenden Anschlussteilen, wo einerseitig der Schlauch steckt und andererseits ein Gewinde das Einschrauben in die Geräte ermöglicht.

formatting link
Ein 5/2-Magnetventil z.b. kann den Zylinder in beide Richtungen schieben und wird über Steuerspannung oder einen Test-Knopf geschaltet.

Ventil und Zylinder liegen je in der Grössenordnung 100-150 Eur, Kompressoren gibts je nach "Luftbedarf" von 150 bis 6000 Eur :)

Abschätzung zur Pneumatik:

6 bar Druck, Zylinder mit 50mm KolbenDM und 160mm Hub. p = F/A. F,start = 1200 N. Wenn genug Luft nachkommt, d.h. der Kompressortank gross genug ist und die Leitung nicht zu schmal/lang ist, dann sollte das kein grösseres Problem sein.

HC

Reply to
Hans-Christian Grosz

Andreas Lademann verfasste am 26.07.2004 19:17:

Pneumatik ist relativ billig. Zylinder mit Ventil und Luftaufbereitung gibts für einen niedrigen dreistelligen Betrag. Dazu noch evtl. einen Luftbehälter als Volumenvorrat. Nach deinen Daten müsste ein 20er bis

32er Zylinder (je nach Eigenmasse der gewählten Konstruktion) mit einem Schnellschusshahn (ohne l) reichen. Hab sowas einst in meiner Diplomarbeit auch gehabt, wir kamen in 1 m Rohrlänge mit normalen 7 bar Betriebsdruck fast auf Schallgeschwindigkeit.

Elektrische Stellantriebe mit Kugelgewindetrieb und Servomotor erreichen deine Daten problemlos, sind aber nicht ganz billig.

Schon mal an einen Stepperantrieb gedacht, wie die Lesekopfantriebe in Datenspeicher-Laufwerken? Eine sehr effiziente und preiswerte Lösung, wenn es nicht auf absolut gleichförmige Bewegung ankommt.

Joachim

Reply to
Joachim Schmid

"Andreas Lademann" schrieb im Newsbeitrag news:ce3e9m$o61$01$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

Klar. Solange Du nicht auf die Idee kommst im Bereich der Schallgeschwindigkeit zu arbeiten gehen da erstaunliche Dinge. Ist doch egal ob die Feder aus Luft oder Stahl besteht. Mit Druckluft baut man auch Gewehre => Alles eine Frage der Dimensionierung :-)). Aber da muss ein Pneumatik-Experte ran. Am besten direkt mit Bosch, Rexroth etc. reden.

Genauigkeit und Arbeitsfrequenz hast Du aber nicht genannt! Und das ist sehr wichtig

Mit freundlichen Grüßen: Peter Nießen

Reply to
Peter Niessen

Hans-Christian Grosz verfasste am 26.07.2004 21:04:

Bei den hier zur Debatte stehenden Geschwindigkeiten sollte man den Luftbedarf kontrollieren, die Ventile könnten zu sehr drosseln. Daher evtl. lieber einen Hahn.

Joachim

Reply to
Joachim Schmid

Andreas Lademann verfasste am 26.07.2004 19:17:

Pneumatik ist relativ billig. Zylinder mit Ventil und Luftaufbereitung gibts für einen niedrigen dreistelligen Betrag. Dazu noch evtl. einen Luftbehälter als Volumenvorrat. Nach deinen Daten müsste ein 40er bis

50er Zylinder (je nach Eigenmasse der gewählten Konstruktion) mit einem Schnellschusshahn (ohne l) reichen. Hab sowas einst in meiner Diplomarbeit auch gehabt, wir kamen in 1 m Rohrlänge mit normalen 7 bar Betriebsdruck fast auf Schallgeschwindigkeit.

Elektrische Stellantriebe mit Kugelgewindetrieb und Servomotor erreichen deine Daten problemlos, sind aber nicht ganz billig.

Schon mal an einen Stepperantrieb gedacht, wie die Lesekopfantriebe in Datenspeicher-Laufwerken? Eine sehr effiziente und preiswerte Lösung, wenn es nicht auf absolut gleichförmige Bewegung ankommt.

Joachim

Reply to
Joachim Schmid

Ok. Also Genauigkeit ist zweit- oder sogar dritt-rangig, da macht sogar ein Unterscheid von 5-10mm nichts aus. Und das ganze passiert vielleicht

4 oder 5 mal in der Minute, also keine hohe Frequenz.

Gruß Andreas

Reply to
Andreas Lademann

Ja, da habe ich auch schon dran gedacht. Du meinst Schrittmotoren oder? Wie würde das konkret aussehen? Meine Überlegung war, das ganze über einen Zahnriemen anzutreiben, aber da dachte ich, dass die Motoren zu schwach für diese Beschleunigung und Masse sind.

Gruß Andreas

Reply to
Andreas Lademann

Hallo!

Es hat sich noch eine kleiner Änderung und damit ein vielleicht neuer Lösungsansatz ergeben. (siehe "Linearer Antrieb")

Mit dem Linearantrieb soll ein Magnet beschleunigt werden, der eine ferromagnetische Kugel auf einer Platte mitzieht.

0 - - > Kugel

------------ Platte M ----> Magnet

Mir hat jetzt jemand den Tipp gegeben, dass man das ganze auch so lösen könnte: Man läßt den Magnet der die Kugel hält weg und benutzt viele kleine Elektromagneten, die auf dem Verfahrweg angeordnet sind und hintereinander aus und wieder eingeschaltet werden. Dadurch wird die Kugel immer angezogen und weiterbeschleunigt. Wäre das denkbar?

Noch ein paar Daten: Gewünschte Beschleunigung 160m/s² über 20 cm -> Endgeschwindigkeit 8 m/s Die Kugel wiegt rund 250 Gramm, die Platte ist 3 cm dick.

Wie stark müssen die Magnete sein? Nach meine laienhaften Gefühl müssen das doch auch sehr viele sein, und deshalb kleine. Kann man die nötige Kraft denn überhaupt in solch kleine Magnete packen (lang dürfen sie sein)?

Hoffe ihr könnt mir nochmal weiterhelfen.

Vielen Dank!

Gruß Andreas

Reply to
Andreas Lademann

Hallo!

Es hat sich noch eine kleiner Änderung und damit ein vielleicht neuer Lösungsansatz ergeben. (siehe "Linearer Antrieb")

Mit dem Linearantrieb soll ein Magnet beschleunigt werden, der eine ferromagnetische Kugel auf einer Platte mitzieht.

0 - - > Kugel

------------ Platte M ----> Magnet

Mir hat jetzt jemand den Tipp gegeben, dass man das ganze auch so lösen könnte: Man läßt den Magnet der die Kugel hält weg und benutzt viele kleine Elektromagneten, die auf dem Verfahrweg angeordnet sind und hintereinander aus und wieder eingeschaltet werden. Dadurch wird die Kugel immer angezogen und weiterbeschleunigt. Wäre das denkbar?

Noch ein paar Daten: Gewünschte Beschleunigung 160m/s² über 20 cm -> Endgeschwindigkeit 8 m/s Die Kugel wiegt rund 250 Gramm, die Platte ist 3 cm dick.

Wie stark müssen die Magnete sein? Nach meine laienhaften Gefühl müssen das doch auch sehr viele sein, und deshalb kleine. Kann man die nötige Kraft denn überhaupt in solch kleine Magnete packen (lang dürfen sie sein)?

Hoffe ihr könnt mir nochmal weiterhelfen.

Vielen Dank!

Gruß Andreas

Reply to
Andreas Lademann

Wo ist der Unterschied zwischen einem Hahn und einem Ventil?

Die in meinem Posting unten erwähnten Zylinder habe ich bei 6 bar auf einer Baustelle verwendet. Bewegliche Masse ca. 2-3kg, und bei Betättigen des Ventilumschalter war grade mal ein hammerschlagähnliches Schnalzen zu vernehmen, bei 160mm Hub.

Aber klar, ausser dem Luftbedarf gibts kaum etwas, was den Zylinder bremst, oder umkehert: Du hast schon recht, andernfalls kriecht der Zylinder :)

HC

Reply to
Hans-Christian Grosz

Hans-Christian Grosz verfasste am 26.07.2004 22:41:

Größerer freier Strömungsquerschnitt.

Aber du hast recht - letztlich alles eine Frage der Nenngröße.

Joachim

Reply to
Joachim Schmid

Andreas Lademann verfasste am 26.07.2004 21:41:

Ja.

Es gibt Linear-Stepper, man kann aber auch mit einem rotierenden Schrittmotor und Getriebe arbeiten.

320 N sind m.E. kein Problem. Viele Handhabungsachsen haben mehr. Statt Zahnriemen evtl. Zahnstange nehmen. Aber 8 m/s sind zu heftig, schätze ich. Gibt Probleme mit der Grenzfrequenz.

Joachim

Reply to
Joachim Schmid

Andreas Lademann verfasste am 26.07.2004 21:53:

Ja. Genau so fährt der Transrapid. Und der bringt ordentlich Zugkraft.

Joachim

Reply to
Joachim Schmid

PolyTech Forum website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.