Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Gewicht über Schneckengetriebe heben


von Markus W. (kornbanane)


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Hallo,

ich bin schon seit längerem auf der Suche nach einer Lösung für mein 
Problem und habe mich jetzt für eine Lösung mit einem motorbetriebenen

Schneckengetriebe entschieden.
Da ich allerdings von der mechanik eigendlich überhaupt keine Ahnung 
habe wende ich mich an euch und hoffe ihr könnt mir etwas helfen ;)

Erstmal zum eigendlichen Problem:

Um es deutlich zumachen habe ich eine Skizze erstellt (siehe Anhang)

Ausgangssituation ist die Position 1. Das Gewicht (das Rote Rechteck) 
ist über eine "Stange" an einer Welle befestigt. Der Abstand zwischen 
dem

Mittelpunkt der Welle und dem Gewicht beträgt 70cm. Das graue Rechteck 
steht für einen mechanischen Anschlag. Das Gewicht soll nun im 
Uhrzeigersinn

gedreht werden, um zur Position 2 zu kommen. Ich habe also das benötigte 
Drehmoment in der Welle berechnet. Dabei bin ich davon ausgegangen, dass 
das

maximal erforderlicht Drehmoment erforderlich ist, wenn das Gewicht an 
der Position 2 angekommen ist, da dann die ganze Kraft senkrecht nach 
unten zieht

und der Kraftvektor rechtwinklig zur Welle steht.

Also benötigt ich ein Drehmoment von: M= Länge * Kraft = 70cm * 750N = 
525000 Ncm = 525 Nm.

_Erste Frage_: Ist dieser Gedanke richtig ?

Die Welle soll nun also über einen Motor angetrieben werden. Da ich ein 
Drehmoment von 525 Nm benötige und keinen riesen Motor verbauen will 
benötie ich

also ein Getriebe.

Wichtig dabei ist mir folgendes:

- Möglichst ein komplettes Modul kaufen zu können, am besten schon 
komplett zusammen mit Motor.
- Relativ günstig ( <150€ )
- Keine Sonderanfertigung, d.h. unabhängig von einem Lieferanten zu 
sein.
- Das Getriebe muss selbsthemmend sein. Im idealfall so, das sobald 
der Motor aufhört zu laufen (gewollt oder Stromausfall) das Gewicht fest

stehen bleibt.

Unwichtig ist mir:

- Die Dauerbelastbarkeit (das Gewicht wird vieleicht ein mal pro Stunde 
rauf und runtergefahren)
- Die Geschwindigkeit: Es reicht wenn das Gewicht in einer Minute 
hochgehoben wird. Also müsste die Welle nur 1/4 Umdrehung pro Minute 
machen.
- Die Genauigkeit: Ich benötige keine besondere Genauigkeit, da das 
System mit Endschaltern für beide Positionen funktioniert.



Unter den Gesichtspunkten habe ich mich nach langem hin und her für ein 
Schneckengetriebe entschieden, auch deshalb da ich dort die 
selbsthemmung

sozusagen Geschenkt bekomme. (Wenn die steilheit der Schnecke unter 5° 
liegt soweit ich weiß).


Mein Problem ist jetzt wie gesagt das ich keine Ahnung von mechanik 
habe, also fällt es mir auch schwer mit den ganzen Kennzahlen bei einem

Schneckengetriebe umzugehen. Klar ist z.B.: das so etwas

http://www.pollin.de/shop/dt/NDg0OTg2OTk-/Motoren/DC_Getriebemotoren/Gleichstrom_Getriebemotor_DCK31_404_988_0010.html

für mich nicht geeignet ist. Denn das Getriebe bringt

es nur zu einem Drehmoment von 4Nm. Ok dieses könnte man wieder 
übersetzen um auf 525Nm zu kommen. Allerdings wird ja dann die Drehzahl 
meiner Welle (die

das Gewicht hebt) wieder kleiner - entsprechend dem 
Übersetzungsverhältniss und dieses Getriebe hat eine Drehzahl von ca. 20 
U/min. Also zu langsam...

(ich brauche mindestens 1/4 U/min an der Welle die das Gewicht hebt).

Dann gibt es natürlich Schneckengetriebe von diversen Firmen wie Sand am 
Meer z.B.:

http://www.tramec-getriebe.de/Download.html

Problem hierbei ist: 1. Man muss sich noch den passenden Motor dazu 
suchen
2. Man muss Ahnung von der Sache haben, um die ganzen Angaben zu 
verstehen.
3. Es wird warscheinlich teuer bzw. findet man im Internet überhaupt 
keine Preise und müsste die immer nachfragen.

Bei Reichelt und Co habe ich auch nichts passendes für mich gefunden.

Ich hoffe dennoch das meine Anforderungen an das Getriebe nicht 
besonders sind ? Ok das Drehmoment ist vieleicht etwas hoch ? Aber es 
muss das so ein

Standartgetriebe mit Motor für so etwas geben ? Sozusagen ein 
Scheibenwischermotor (die haben doch auch ein Schneckengetriebe ?) nur 
eine Dimension

größer ?

Hoffe mein Problem ist einigermaßen klar geworden und ihr könnt mir 
helfen.

Vielen Dank

von Schnecklein (Gast)


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Klassischer Fall für ein Schneckengetriebe, ich würde an Deiner Stelle 
erstmal einfach einen Scheibenwischermotor probieren, gibt's fast 
überall für um die 20,- Euro.

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

neben einem Schneckengetriebe würde mir noch ein Harmonic-Drive-Getriebe 
einfallen, das deinen technischen Anforderungen gerecht wird. Allerdings 
bezweifel ich, dass du in deinem Kostenrahmen etwas finden wirst.

Ich kenne nicht die genaue Verwendung des ganzen, aber vielleicht wäre 
eine elektrische Seilwinde/Flaschenzug ein Lösung. z.B. so eine
http://www.ebay.de/itm/380527817590?hlp=false

Wenn es baulich machbar ist bräuchtest du diese lediglich drehbar mit 
einem Ausleger montieren und direkt an dem zu hebenden Gewicht 
befestigen.


Gruß Kai

von Lars (Gast)


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Das ist schon ein recht hohes Drehmoment.

Ein Motor der das könnte wäre z.B. dieser:
http://www.mädler.de/Article/43101002.aspx

Was Dir nicht gefallen dürfte: der wiegt 43kg und kostet 750€

Suchen kannst du bei ebay nach einem gebrauchten Motor.
Eventuell ein Antrieb für ein großes Rolltor.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Ein Gegengewicht ist völlig ausgeschlossen?

von Bernd F. (metallfunk)


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Da muß dann doch was Größeres ran.

http://www.elektromotorenmarkt.de/elektromotoren/ShopDetailPageInternal.shtml;jsessionid=cd1701efb28d407c2aaab99a9b82.emm_dbs?rs=1&catsku=224&produktsku=15594&SelectedPage=1

Dazu kommt eine mittelschwere Stahlkonstruktion, um das Drehmoment
auch sicher in die Wand zu leiten.

Nicht mehr ganz trivial.

von Markus W. (kornbanane)


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Erst mal vielen Dank für die Hilfe. Die Idee mit dem 
Scheibenwischermotor war echt genial.

Der Scheibenwischermotor den ich mir rausgesucht habe liefert mir bei 
4Nm Drehmoment eine Drehzahl von 15 U/Min. Da ich aber 525 Nm benötige 
brauche ich also ein Getriebe mit einer Übersetzung von (rechnerisch) 
1:66, was ich noch zwischen den Scheibenwischermotor und meiner Welle 
unterbringe.
Ich dachte jetzt erst daran einfach zwei Zahnräder zu nehmen. Ein 
kleines auf der Welle des Scheibenwischermotors und ein größes auf der 
Welle die mir mein Gewicht hebt. Nun ergibt sich aber für das große 
Zahnrad eine Zahnanzahl von über 600 - also theoriemist.

Ich brauche also eine Art Getriebe in dem mehrere Zahnräder 
zusammenspielen. Habe da an ein Stirnradgetriebe gedacht. Vieleicht gibt 
es noch andere geeignete Getriebearten ....

Die selbsthemmung des Gesamtsystems ist ja schonmal durch den 
Scheibenwischermotor und den hohen Übersetzungen gesichtert. (Der 
Scheibenwischermotor hat intern eine Übersetzung von 1:69 und das 
zusätzliche Getriebe hat eine Übersetzung von 1:66).

Nun also die Frage, wo finde ich ein günstiges Getriebe mit einer 
Übersetzung um die 1:66 ?

Bzw. gibt es nicht solche Distributoren wie Reichelt, RS, Conrad usw. wo 
man fast alles findet aber eben halt für mechanik ??

Vielen Dank

von Udo S. (urschmitt)


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Gegengewicht! Wie Rufus schon gesagt hat.

Ansonsten entsprechend großes Zahnrad auf die Welle und ein Schneckenrad 
als Antrieb.
Für eine Übersetzung von 1:66 muss das Zahnrad 66 Zähne haben.
Bedenke, daß dein Schneckenrad eine Axialkraft des entsprechenden 
Drehmoments am Zahnkranz des Zahnrads aufnehmen muss, es muss also 
entsprechend gelagert werden.
Auch die Befestigung des Zahnrads auf der Welle muss das Drehmoment 
abkönnen.

von Udo S. (urschmitt)


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Was ist das eigentlich für eine Welle? Wie ist sie gelagert?
Kannst du mhr über den Aufbau sagen?
Bilder? (Bitte Bildformate beachten)

von Harald W. (wilhelms)


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Markus Wi*** schrieb:
> Erst mal vielen Dank für die Hilfe. Die Idee mit dem
> Scheibenwischermotor war echt genial.

Ja, nimm einen Scheibenwischermotor für LKWs.
Gruss
Harald

von Udo S. (urschmitt)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Ja, nimm einen Scheibenwischermotor für LKWs.

Gute Idee, ich würde den Scheibenwischermotor von dem da empfehlen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Liebherr_T282
Gruß :-),
Udo

von Harald W. (wilhelms)


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Udo Schmitt schrieb:

>> Ja, nimm einen Scheibenwischermotor für LKWs.
>
> Gute Idee, ich würde den Scheibenwischermotor von dem da empfehlen:
> http://de.wikipedia.org/wiki/Liebherr_T282

Nee, von dem würde ich eher den Antrieb
für den Kippmechanismus nehmen. :-)
Gruss
Harald

von Michael S. (technicans)


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Markus Wi*** schrieb:
> Markus Wi***

Also, wenn es keinen triftigen Grund gibt einen Motor mit Getriebe
so zu verwenden wie das beschrieben ist, gehts auch anders.
Z.B. mit einer Seilwinde wo das Seil an dem roten Rechteck in der
Zeichnung befestigt wird. Die Seilwinde könnte da Oberhalb ihren
Platz finden. Dürfte nicht so schwer zu realisieren sein. Wenn es
zu schnell ist oder die 250kg Zugkraft nicht reichen kann man auch
über eine Seilrolle umlenken(Flaschenzug). Das beste daran: Kein
Kopfzerbrechen mit Sachen von denen man nichts versteht und wofür
man auch keine Maschinen und Werkzeuge hat, um sowas zu realisieren
und das allerbeste, es ist BILLIG.

http://www.ebay.de/itm/Elektrischer-Seilzug-Seilwinde-Flaschenzug-250kg-Neu-/120925769283?pt=Hebe_Hydrauliktechnik&hash=item1c27bcce43

Sollte beim Absenken die Schwinge nicht zum Ausgangspunkt zurückgehen
kann man das mit einem Gasdruckdämpfer auch erzwingen.

von Udo S. (urschmitt)


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Markus hat so viel Fragen und Vorschläge bekommen, jetzt sollte er erst 
mal Antworten liefern.

von Bernd F. (metallfunk)


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Udo Schmitt schrieb:
> Markus hat so viel Fragen und Vorschläge bekommen, jetzt sollte er erst
> mal Antworten liefern.

Da schließ ich mich an.

Worum gehts eigentlich? Alles ist machbar, aber nie umsonst.

Markus kann ja die Momente berechnen, hat aber anscheinend keine
Ahnung davon, welche Kräfte auf die Wellen und jeden Zahn des
Getriebes wirken.

Grüße Bernd

von Otto M. (samandiriel)


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Jetzt mal im ernst... 500 Nm.. das ist echt viel. Und so wenig Ahnung 
wie du hast... Das wird nix.  Denk über eine alternative Konstruktion 
nach. erkläre mal, was das werden soll, und ja dir helfen.

von Markus W. (kornbanane)


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Ok ihr habe ja recht ;)

Hab mal versucht die Sache zu skizzieren.
Das soll für ein Faschingswagen sein. Das Problem an der ganzen Sache 
ist das ich kaum Platz habe um die ganze Mechanik unterzubringen. Das 
rote Rechteck ist das Gewicht. Vorkopf ist auch noch eine Wand die jetzt 
ausgeblendet ist. Die Welle soll dann eben über einen Motor und 
Zahnräder (wie im Bild angedeutet) angetrieben werden. Der Aufbau ist 
vom Boden bis zur oberen Kante der Kiste (gelbe Fläche) ca. 70cm groß. 
Die Breite auch ca. 70cm. Der Abstand zwischen dem Boden und der unteren 
Kante des Gewichtes beträgt ca. 10cm. Da das Gewicht eben sozusagwen 
komplett ein und ausgefahren werden soll - wie bei dem Bild am 
Anfangsposting zu sehen - habe ich leider kaum Platz für andere 
Mechaniken wie zb. die Sache über einen Linearmotor mit Spindel zu 
heben. Auch mit Gegengewichten wirds schwer - weil wohin soll der Hebel 
mit dem Gegengewicht ? Ich müsste das Gegengewicht irgendwie mit Seilen 
umlenken oder so ...

Auf jedenfall wird darin die Lösung liegen ein Gegengewicht zu nehmen, 
dann wie ihr schon sagt die 525Nm Drehmoment sind für ne Low-Cost-lösung 
einfach zu viel. Und selbst wenn man was finden würde, dann währe die 
Sache warscheinlich höchst instabil :(

Ich hoffe ich konnte die Sache bisschen mehr erklähren, ich werd mir mal 
paar Gedanken über das Gegengewicht machen und die Sache dann nochmal 
mit einer neuen Skizze zeigen. Vielen Dank soweit erst mal.

Wie gesagt von oben soll da nix gehoben werden auch wenns leichter ist. 
Der hebemechanismus soll sozusagen nicht zu sehen sein.

Eine Sache noch: Ich hab mal nach Scheibenwischermotoren für LKW's 
gesucht und welche für um die 130€ gefunden bei so Ersatzteilläden. 
Leider habe ich dort nie eine Angabe über das Drehmoment gefunden. Aber 
selbst wenn die halb so stark währen wie die KFZ Scheibenwischermotoren 
währe es ja auch nur ein Tropfen auf den heißen Stein.

Eine weitere alternative (aber auch im grunde nix anderes) währe 
vieleicht ein Motor für einen Garagenantrieb :)

von Harald W. (wilhelms)


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Markus Wi*** schrieb:

> Hab mal versucht die Sache zu skizzieren.

Wenn da womöglich noch Menschen drunter stehen, wird das ganze noch
kritischer. Ich würde sagen, da kommt als eingermassen zuverlässige
Lösung nur noch ein Seilzug ähnlich wie im Link oben in Frage.
Solche Seilzüge gibt es auch zum Anschluss an Autobatterien. Die
ensprechenden Anschlagpunkte für das Seil müssen natürlich auch
sicher befestigt sein. Aus Sicherheitsgründen würde ich auch zwei
getrennte Seilzüge vorsehen. Die müssen dann zwar synchron betätigt
werden, aber wenn ein Seil reisst, hat man immer noch ein zweites.
Gruss
Harald

von Udo S. (urschmitt)


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Markus Wi*** schrieb:
> Das soll für ein Faschingswagen sein.

Dann hast du ja noch jast ein Jahr Zeit :-)
Warum ist der vordere Teil so massiv. Wenn das für Fasching ist muss das 
doch nicht für die Ewigkeit gebaut sein. Also ist Leichtbau angesagt. 
Hast du dir mal überlegt wie stabil dein Hebelarm und die Verbindung des 
Arms zum Gewicht und vor allem der Welle sein muss?

Nur mal als Vergleich:
Ein BMW 535i (Benziner) mit 300PS hat ein max. Drehmoment von gerade mal 
400Nm!

von Michael S. (technicans)


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Markus Wi*** schrieb:
> Eine weitere alternative (aber auch im grunde nix anderes) währe
> vieleicht ein Motor für einen Garagenantrieb :)

Dazu braucht man dann Federn die das Torgewicht kompensieren.
Torsionsfedern wäre da geeignet:
http://www.tore24.de/federbestimmung/federbestimmung-sektionaltor-schritt-2-von-3.html
Dürften aber nicht so leicht zu bekommen sein.
So unterstützt könnte dann wieder ein Scheibenwischermotor reichen.

Mit Gegengewichten mag das auch gehen, aber die würde ich erst mal über
den Hebelsatz berechnen und so viel Platz ist da nun auch wieder nicht.

von Stunksack (Gast)


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von Michael S. (technicans)


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Stunksack schrieb:
> Da hat jemand exakt das gleiche Problem wie DU!

Na, weil es der selbe TO ist. ;-}
Kannst ja von dort in dieses Forum zurück verlinken.
Dann schließt sich der Kreis.;-O

von Udo S. (urschmitt)


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Ich frage mich nur warum das Teil vorne 75kg wiegen muss? Will er damit 
ein übergewichtiges Funkenmariechen anheben oder was?
Ich würde das Problem da angehen wo es seine Ursache hat: Beim zu hohen 
Gewicht.

von Michael (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Ich würde das Problem da angehen wo es seine Ursache hat: Beim zu hohen
> Gewicht.

... und in der unsymmetrischen Massen/Drehmoment-Anordnung.

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