Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Lagerung Linearantrieb


von Hans B. (hansbaer2000)


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Hallo zusammen!

Ich bin gerade dabei, eine Hebebühne mit Linearantrieb zu bauen und bin 
dabei auf ein paar Probleme mit der Lagerung gestoßen.
Wie auf meinem Plan ersichtlich funktioniert der Hubmechanismus über 4 
Trapezgewindespindeln, die durch 4 Zahnriemenräder ( 
http://www.maedler.de/Product/1643/1616/1001/1635.aspx ) mit 
Innengewinde nach oben getrieben werden.
Um die Zahnriemenräder zu fixieren werden sie zwischen 2 MDF platten 
"gespannt".
Meine frage ist nun wie ich die Zahnräder lagern und gleichzeit fixieren 
könnte.
Klar könnte ich einfach oben und unten 2 Axiallager in der Art 
http://www.smdv.de/products/51450/Axial-Rillenkugellager-Einseitig-51100.html 
einbauen, allerdings wäre mein Getriebe somit nur über die 
Gewindespindeln fixiert, was ich wiederum vermeiden will.
Gibt es eine Möglichkeit die Zahnräder in einer Konstruktion zu lagern 
und zu fixieren? Ich bin für alle Vorschläge offen, nur die Konstruktion 
aus Gewindespindeln und Zahnriemen muss bestehen bleiben.

Beste Grüße und Vielen Dank im Voraus

von Thomas (Gast)


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Dafür benutzt man Schrägkugellager.

von Hans B. (hansbaer2000)


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Danke!
Also sowas?
http://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/viewers/imageViewerJs.jsp?image=0400f01.gif&file=1_3_1&maincatalogue=1&lang=de

Ich würde dann die Kugellager beidseitig zwischen Zahnriemenrad und 
MDF-Platte einsetzen, sehe ich das richtig?
Aus der Konstruktionzeichnung des Lagers wird mir leider nicht 
ersichtlich, wie es die Reibung zwischen Platte und Rad aufnehmen 
sollte.

Außerdem wären 8 dieser Lager wären teuere als mein ganzes restliches 
Material inkl. Motor und Steuerung zusammen.

Würden es evtl. Bundbuchsen 
http://www.maedler.de/Product/1643/1629/51/55.aspx in den Platten und 
darübliegende Radiallager auch tun? Oder mach ich mir damit auf Dauer 
keine Freude?

Grüße

von Noname (Gast)


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Es wäre gut wenn man noch wüsste welche Freiheitsgrade Du beim Design 
hast.

An sich ist es ungewöhnlich die Zahnräder auf den Spindeln mitlaufen zu 
lassen.
Du hättest noch (mindestens) zwei Alternativen bei den die Zahnräder auf 
den Achsen fixiert sind. Weisst wahrscheinlich welche ich meine. Wären 
das auch für Dich Alternativen?

von Hans B. (hansbaer2000)


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Wie meinst du das mit dem Mitlaufen? Die Zahnräder bleiben ja auf 
gleicher Höhe, nur die Gewindestangen werden durchgeschoben.
Mit ner anderen Möglichkeit meinst du wahrscheinlich Zahnstangen, oder?
Das Einfachste wäre sicherlich eine Konstruktion aus parallel 
geschalteten 4 Linearmotoren, was mir aber doch zu einfach ist, außerdem 
will ich bei den Getriebeübersetzungen flexibel sein.

Auf deine Frage:
Die Hubplatte hat auf jeder Seite einen Knappen mm Spiel, es sollte also 
schon ziemlich gerade laufen, damit sich nichts verkeilt. Außerdem muss 
das Teil bis zu 400N stemmen.

von Noname (Gast)


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>Wie meinst du das mit dem Mitlaufen? Die Zahnräder bleiben ja auf
>gleicher Höhe, nur die Gewindestangen werden durchgeschoben.

Nun, das ist relativ. Aber Du hast recht. Die Gewindestangen laufen 
durch und tragen Dein zu bewegendes Element: Diese Plattform oben.

Jedenfalls meine ich kein Zahnstangen, sondern durchaus dieselbe 
Grundkonstruktion: Gewindestangen mit Zahnrädern. Aber die Zahnräde 
haben keine Innengewinde, laufen also nicht auf der Gewindestange (oder 
die Gewindestangen laufen nicht durch die Zahnräder). Stattdessen sind 
auf der Gewindestange an einem Ende fixiert.

Davon gibt es zwei Varianten. Die Zahnräder sind konstruktiv an der 
beweglichen Plattform befestigt oder auf der unbeweglichen Grundfläche. 
Erstes hat den Nachteil, das Du die Stromversorung beweglich und 
hoffentlich ohne Verwicklungen führen musst.

von Noname (Gast)


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>>Auf deine Frage:
>Die Hubplatte hat auf jeder Seite einen Knappen mm Spiel, es sollte also
>schon ziemlich gerade laufen, damit sich nichts verkeilt. Außerdem muss
>das Teil bis zu 400N stemmen.

Auf welche meiner Fragen ist das die Antwort?
Habe eigentlich nur die Frage: "Wären das auch für Dich Alternativen?" 
gestellt.

von Hans B. (hansbaer2000)


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Ach so meinst du... Ja, das ging mir auch schon durch den Kopf. An sich 
die vielleicht elegantere Lösung.
Allerdings ist es wohl so, dass die bewegliche Platte wohl sehr häufig 
ausgebaut werden muss, da sie Chemikalien ausgesetzt sein wird, weshalb 
die mobile Lösung leider ungeeignet ist.

Also evtl. doch Schrägkugellager.
8 von diesen 
http://www.kugellager-express.de/Schraegkugellager/einreihige-Schraegkugellager-72--/Schraegkugellager-7201B-12-x-32-x-10-mm.html 
ober- und unterhalb der Zahnräder 1-3mm ins Holz eingelassen und die 
beiden Platten mit etwas Druck verschraubt.
Meint ihr das könnte funktionieren? Oder eiert das zu sehr?
Ein Führungsschlitten an der Hubplatte wäre auch noch ne Möglichkeit, 
aber das sehe ich eher als Notfalloption.

von Hans B. (hansbaer2000)


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Noname schrieb:
> Auf welche meiner Fragen ist das die Antwort?

Du wolltest wissen wies mit den Freiheitsgrad ausschaut :)

von Noname (Gast)


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>An sich die vielleicht elegantere Lösung.

Wieso "die"? Das sind zwei Lösungen.
Vor allem wenn Du die Plattform öfter reinigen willst, dann wäre die 
zweite die bessere. Zahnräder unten befestigen. Einfach die Plattform 
oben raus laufen lassen.

Oder gleich eine Plattform so konstruieren, das sie einem umgekehrten 
rechteckigen Gefäß gleicht, dass über ein gleiches, aber mit geringeren 
Abmaßen, läuft. Dann braucht man das Ding nie zu zerlegen. Wenn der 
Körper aus Glas wäre es noch einfacher.

von Noname (Gast)


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Das Wort habe ich allgemeiner benutzt und auch metaphorisch.

Deswegen der Zusatz "beim Design", aber das war wohl nicht deutlich 
genug; vermutlich in der Terminologie auch nicht fachgerecht.
"Es wäre gut wenn man noch wüsste welche Freiheitsgrade Du beim Design
hast."

Also ganz allgemein: Welche Parameter kannst Du variieren? Welche 
Bedingungen sind variabel? Welche räumlichen und konstruktiven 
Möglichkeiten (um nicht das Wort Freiheiten zu verwenden) hast Du bei 
der Topologie?

von Hans B. (hansbaer2000)


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Wenn ich das so machen würde, ständen aber die Gewindestangen oben aus 
der Platte raus, wenn die Bühne nach unten gefahren wäre, da sich die 
Gewinde dann in der beweglichen Platte befinden würden. Oder verstehe 
ich dich falsch?

von Noname (Gast)


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>Wenn ich das so machen würde, ständen aber die Gewindestangen oben aus
>der Platte raus, wenn die Bühne nach unten gefahren wäre, da sich die
>Gewinde dann in der beweglichen Platte befinden würden. Oder verstehe
>ich dich falsch?

Nun, unter anderem darauf bezog sich die Frage nach den konstruktiven 
Freiheiten.

Aber gut. Wenn die Gewindestangen oben nicht herausstehen sollen, dann 
verlängere die Plattform nach unten. Ist doch gehupft wie gesprungen.

von Otto M. (samandiriel)


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Noname schrieb:
> Es wäre gut wenn man noch wüsste welche Freiheitsgrade Du beim Design
> hast.
>
> An sich ist es ungewöhnlich die Zahnräder auf den Spindeln mitlaufen zu
> lassen.
> Du hättest noch (mindestens) zwei Alternativen bei den die Zahnräder auf
> den Achsen fixiert sind. Weisst wahrscheinlich welche ich meine. Wären
> das auch für Dich Alternativen?

Eigentlich ist das gar nicht ungewöhnlich. Aber für diese Konstruktion 
sind die Zahnriemenscheiben ziemlich ungeeignet. Man nimmt dafür 
gewöhnlich welche mit einem ordentlichen Bund, um ein Lager aufpressen 
zu können. Außerdem sollte die Spindel dafür Spielfrei laufen. Ich hätte 
dafür sowieso einen Scherentisch genommen.
Ich denke, das bei begrenzter Hubgeschwindigkeit und nicht all zu 
häufiger Benutzung Gleitbuchsen als Lagerung das beste wäre.

von Hans B. (hansbaer2000)


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Jetzt verstehen wir uns.
Das Gehäuse muss so bleiben wie es ist, da es schon gebaut ist.
Die Oberfläche oben muss glatt bleiben. (Ein Schraubenkopf ist ok, die 
Stange darf nicht raus stehen)

Das ganze läuft auch mit extrem langsamer Geschwindigkeit, vielleicht 
2mm pro Sekunde

von Noname (Gast)


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>Eigentlich ist das gar nicht ungewöhnlich.

Naja. Ob man etwas als ungewöhnlich oder gewöhnlich betrachtet hängt 
wohl davon ab, was und in welchen Mengen man gesehen hat.
Lassen wir besser eine Diskussion darüber.

>Aber für diese Konstruktion sind die Zahnriemenscheiben ziemlich >ungeeignet.
Zahnriemenscheiben sind für die Konstruktion ist durchaus geeignet.
Warum sollten sie es nicht sein?
Warum sollte die Spindel dafür spielfrei laufen?
Das ist ohnehin nicht zu erreichen. Man kann das Spiel höchstens 
minimieren, denke ich.

Ja. Scherentisch wäre (bisher jedenfalls) auch ne Alternative.

von Noname (Gast)


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>Jetzt verstehen wir uns.

Wenn meinst Du?

von Hans B. (hansbaer2000)


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Noname schrieb:
> Wenn meinst Du?

dich

von Noname (Gast)


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OK. Gut. Dann ist das Problem wohl gelöst. Oder gibts noch Fragen?

von Thomas F. (igel)


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Hans Baer schrieb:
> Also sowas?
> http://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/viewer...

Es würden auch nur 4 Schrägkugellager unten ausreichen, um das Gewicht 
zu tragen. Auf der Oberseite könnte man wesentlich günstigere 
Rillenkugellager verwenden, in deinem Beispiel dann Typ 6004.

von Hans B. (hansbaer2000)


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Scherentisch war natürlich auch schon ne Überlegung. Allerdings müsste 
ich den fertig kaufen, was ich nicht will, oder bräuchte ne 
Metallwerkstatt, was ich nicht habe.

Also meint ihr Schubbuchsen in den Platten, um die Stangen zu fixieren, 
und zwischen Platte und Zahnrad Axialkugellager wäre ein versuch wert?
Das Teil hebt sich nur um 20-30 cm.

p.S.: Ist übrigens Teil eines Eigenbau 3D-Druckers, falls es jemanden 
interessiert :)

von Noname (Gast)


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Äh? Eben haben wir uns noch verstanden und jetzt dieser Beitrag?

Nein. Keine Schrägkugellager. Einfach die Zahnräder fest auf die Achse. 
Antrieb und Lager ganz unten. Plattform nach unten verlängern.

von Otto M. (samandiriel)


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>
> Naja. Ob man etwas als ungewöhnlich oder gewöhnlich betrachtet hängt
> wohl davon ab, was und in welchen Mengen man gesehen hat.
> Lassen wir besser eine Diskussion darüber.
Genau. Und ich hab das halt schon öfter gesehen.
>>Aber für diese Konstruktion sind die Zahnriemenscheiben ziemlich >ungeeignet.
> Zahnriemenscheiben sind für die Konstruktion ist durchaus geeignet.
> Warum sollten sie es nicht sein?
Ich wollte damit sagen: DIESE Zahnriemenscheiben  sind dafür nicht so 
toll geeignet. Eben will sie wenig Möglichkeiten bieten eine vernünftige 
Lagerung vorzusehen.
> Warum sollte die Spindel dafür spielfrei laufen?
Tut sie es nicht ist der Verschleiß an der Spindel so groß, das du in 
jeden Fall Buchsen als Lager nehmen kannst.
> Das ist ohnehin nicht zu erreichen. Man kann das Spiel höchstens
> minimieren, denke ich.
Dass ist jetzt auch ein bisschen philosophisch. Man kann das Spiel 
einstellbar machen. Und dann spricht man für gewöhnlich von spielfrei.
>
> Ja. Scherentisch wäre (bisher jedenfalls) auch ne Alternative.
Naja, es ist halt die Lösung, die ich aus der Chemie kenne. Und ich 
versuche das Rad so selten wie möglich neu zu erfinden.
ich versuche auch gerade mir eine Lösung für den ursprünglichen Aufbau 
einfallen zu lassen. Aber leider sind wirklich alle Lager die ich da 
verwenden würde, extrem teurer...naja, ich denke noch ein bisschen.
Übrigens sollte da unbedingt was rein um den Riemen zu spannen.

von Otto M. (samandiriel)


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Ja, interessiert mich sehr. welches verfahren? FDM?

von Otto M. (samandiriel)


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Es tut mir Leid, aber je länger ich drauf starre, desto weniger gefällt 
es mir. Die Spindeln als seitlich Führung.. Das ist Mist. Kannst du 
nicht noch drei oder vier Führungsholme einbauen und dann nur die 
Gewichtskraft über die Zahnräder aufnehmen? Dann würden auch vier 
ordinäre Axiallager reichen. So wackelt das ganze wie ein Lämmerschwanz, 
fürchte ich.

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