Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Mechatronisches Bauteil gesucht: Löcher öffnen und schließen (Lüftung)


von Sven (Gast)


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Die Problemstellung:

Ich habe eine Box. Der Innenraum der Box soll abwechselnd von der Umwelt 
hermetisch abgeschlossen werden oder durch öffnen von „Lüftungslöchern“ 
mit der Umwelt verbunden werden. Eine Sensorik bestimmt wann welcher 
Zustand gewünscht ist und sendet einen Spannungspuls an das zufindende 
mechatronische Bauteil, dass die Lüftungslöcher öffnet oder schließt.

Bislang sind mir folgende Mechanismen eingefallen:
*Magnetventile
*Servos oder Schrittmotoren verbunden mit einem Getriebe die
**eine Platte hoch und runter fahren und somit ein Lochmuster im Gehäuse 
öffnen oder schließen
**eine Platte bestückt mit kegelförmigen Gummipinöpeln die vor und 
zurückgefahren wird und das Lochmuster im Gehäuse öffnen oder 
„verstopfen“.
*Ventilator der eine Klapppe ansaugt/aufpustet (wie die Abgasklappe bei 
amerikanischen Trucks)

Für mich sind diese Systeme alle suboptimal aber mir fällt nix besseres 
ein.

*Magnetventile: Viel zu teuer und außerdem oftmals für sehr hohe Drücke 
konzipiert und/oder für Füssigkeiten. Das Bauteil was ich verwende muss 
aber nur bei Normaldruck und Normaltemperatur vernünftig funktionieren. 
Typische Magnetventile sind also völlig überdimensioniert. Oder gibt es 
da noch „simplere“ „Ventile“ mit größeren Öffnungen?
*Servo mit Getriebe: Die Platte die mit dem Getriebe bewegt wird braucht 
eine Führung. Großer mechanischer Aufwand. Aber dafür vermutlich recht 
günstig zu haben (habe Getriebe+Servo für 3-4 Euro bei Conrad gesehen)
*Ventilator + Klappe: Lüfter/Ventilatoren mit wenigen Zentimeter 
Durchmesser gibt es günstig zu haben. Eine bewegliche Klappe samt 
„Rückzugsfeder“ ist mechanisch auch nicht allzuaufwendig. Aber der 
„Geschlossen-Zustand“ ist m.E. nicht hermetisch genug. Es gibt nichts 
was die Klappe auf Dichtungsringe im „Geschlossenzustand“ presst (Außer 
der Ventilator würde umgekehrt laufen und ständig laufen. Das ist aber 
nicht gewünscht. Es soll nur Energie zum Zustandswechsel aufgewandt 
werden, nicht um die Öffnung geschlossen oder geöffnet zuhalten).

Lange Rede...Sorry...
Aber ich würde mich über sämtliche „brainstormartige“ 
Verfahren/Bauelemente/... freuen die eine oder mehrere kleine Öffnungen 
(Durchmesser ca. 5 mm) zur Luftzufuhr öffnen und dann auf Signalbefehl 
abriegeln.

Danke im Voraus!
Sven

von Gerd E. (robberknight)


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Sven schrieb:
> *Servos oder Schrittmotoren verbunden mit einem Getriebe die
> **eine Platte hoch und runter fahren und somit ein Lochmuster im Gehäuse
> öffnen oder schließen

wie wäre es damit:

Du hast eine ovale Platte zum Verschließen der Löcher. An der langen 
Seite der Platte ist an den beiden Enden jeweils ein Loch angebracht.

Das eine Loch ist mit dem Gehäuse verschraubt.

Am anderen Loch ist eine Stange angebracht. Die Stange geht zu einem 
Servo. Dort ist sie an einem dieser Flügel (oder wie die Dinger heißen) 
angebracht die meist mit den Servos für das Verbinden mit 
Flugzeug-Seilen etc. dabei sind.

Über die Position des Servos kannst Du nun Deine Platte verschieben und 
damit das Loch öffnen oder schließen.

von (prx) A. K. (prx)


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Wenn die Dichtigkeit relevant ist, dann sind schiebene Dichtungen 
problematisch. Einfacher und ziemlich gut dicht: Ein grosses Loch mit 
grossem Gummi/Schaumstoffdeckel, der per Spindelmotor um eine seitliche 
Achse draufgeklappt wird. Ähnlich einer Tür mit Motorschliessung.

: Bearbeitet durch User
von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

in einigem Abstand zu den Löchern eine Platte mit einer Plastiktüte etwa 
in Form einer Luftmatrtze drauf, die mit geringem Überdruck aufgeblasen 
gegen die Löcher drückt. Zum Öffnen sollte man die Luft absaugen.

Gruss Reinhard

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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wie groß ist denn die Box, und wie groß das Luftloch?

von Präzi (Gast)


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Sven schrieb:
> Aber der
> „Geschlossen-Zustand“ ist m.E. nicht hermetisch genug.

Das musst du genauer definieren. Max. Druckunterschied, Überdruck 
wechselseitig oder immer nur von einer Seite, Leckrate..
Interessant wäre auch der Queschnitt der zu öffnenden Öffnung.

von cppler (Gast)


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Billig, schnell und abdichtend wäre Luftballons die Du an einer Seite in 
das Loch klebst, dann noch Pressluft und fertig.

von Alias (Gast)


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Nimm doch die Natur zum Vorbild. da gibts diverse Techniken, um Locher 
zu öffnen oder zu schließen.

von Gerd E. (robberknight)


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Noch ne Idee:

Sven schrieb:
> **eine Platte bestückt mit kegelförmigen Gummipinöpeln die vor und
> zurückgefahren wird und das Lochmuster im Gehäuse öffnen oder
> „verstopfen“.

Das könntest Du einfach mit 2 Servos umsetzen: einer an jeder Seite. Die 
werden dann gleich angesteuert. Damit sparst Du Dir aufwendigere 
mechanische Konstruktionen um das umzusetzen. Die Gummiteile gleichen 
eventuelle Ungleichmäßigkeiten der Servos aus.

Wenn Du die Gummikegel nicht irgendwo günstig zu kaufen findest, 
könntest Du die z.B. aus Silikon oder MS-Polymer selbst passend gießen.

: Bearbeitet durch User
von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Alias schrieb:
> Nimm doch die Natur zum Vorbild. da gibts diverse Techniken, um
> Locher zu öffnen oder zu schließen.

Ein Schließmuskel?

von A.Nus (Gast)


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Magnus M. schrieb:
> Ein Schließmuskel?

Prinzip einer Schlauchklemme. Für die hier geforderten Queschnitte zu 
klein.

von oszi40 (Gast)


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Es bleibt die Frage, WOZU das Teil gebraucht wird. Um Schmutz zu 
vermeiden reicht evtl. schon ein Schieber wie beim Fotobjektiv, der dann 
jeweils von einem Magneten, Motor od. einer Feder gezogen wird?

von Wolle (Gast)


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Das klingt nach nem Alltagsproblem eines Orgelbauers. Mit ein paar mehr 
Infos (Querschnitte, "Reaktionszeit", usw.) kann ich Dir vielleicht 
sogar ganz konkret weiterhelfen.

von Udo S. (urschmitt)


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Irisblende
Ventile wie im Ottomotor
runde Öffnung und gummierte Platte, evt über einen Hebel
Kugelventil
Zylinderventil
...

: Bearbeitet durch User
von Sven (Gast)


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Was ist ein Spindelmotor?

von Sven (Gast)


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Reinhard Kern schrieb:
> in einigem Abstand zu den Löchern eine Platte mit einer Plastiktüte etwa
> in Form einer Luftmatrtze drauf, die mit geringem Überdruck aufgeblasen
> gegen die Löcher drückt. Zum Öffnen sollte man die Luft absaugen.

Das entspricht ja ungefähr dem „Trucker-Abgas-Deckel“. Ich möchte aber 
nur zum Zustandswechsel Energie aufwenden. Bei deinem Vorschlag müsste 
ein dauerhafter Unterdruck/Überdruck bei Offen/Geschlossen erzeugt 
werden.

von (prx) A. K. (prx)


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von Sven (Gast)


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Präzi schrieb:
> Das musst du genauer definieren. Max. Druckunterschied, Überdruck
> wechselseitig oder immer nur von einer Seite, Leckrate..
> Interessant wäre auch der Queschnitt der zu öffnenden Öffnung.

Druckunterschied sollte so gering wie möglich sein, da das Gehäuse keine 
Besonders druckfesten Anforderungen erfüllen soll (Kostenfaktor)

Der Querschnitt der Öffnung sollte einige Millimeter betragen. Die 
Anzahl der Öffnungen ist noch nicht fest und muss vllt. experimentell 
bestimmt werden. Vermutlich 1-10.

von Sven (Gast)


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cppler schrieb:
> Billig, schnell und abdichtend wäre Luftballons die Du an einer
> Seite in
> das Loch klebst, dann noch Pressluft und fertig.

Pressluft geht nicht. Das ganze Gehäuse soll ca. eine Abmessung von 
10x10x10 cm haben. Da passt kein Kompressor rein. Zudem soll das gesamte 
Gerät mittels Knopfzelle betrieben werden

von Sven (Gast)


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Gebraucht wird es um Luft (Raumtemperatur, Normaldruck) in das „Gerät“ 
reinzulassen oder nicht. Wann die Luft rein darf, bestimmt ein Sensor.

Leider kann ich aus entwicklungstechnischen Gründen nicht preisgeben.

von (prx) A. K. (prx)


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Sven schrieb:
> Pressluft geht nicht. Das ganze Gehäuse soll ca. eine Abmessung von
> 10x10x10 cm haben. Da passt kein Kompressor rein. Zudem soll das gesamte
> Gerät mittels Knopfzelle betrieben werden

Und damit kommst du jetzt erst ...

von Sven (Gast)


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Wolle schrieb:
> Das klingt nach nem Alltagsproblem eines Orgelbauers. Mit ein paar mehr
> Infos (Querschnitte, "Reaktionszeit", usw.) kann ich Dir vielleicht
> sogar ganz konkret weiterhelfen.

Querschnitte: Einige mm. Anzahl der Löcher 1-10
Reaktionszeit: Kein wichtiger Faktor: Instantan bis Minuten.

von Amateur (Gast)


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Hubmagnet verschiebt Platte mit dem gleichen Lochmuster. Sind die Löcher 
deckungsgleich, so herrscht Durchzug.

Nach Verschiebung um einen Lochdurchmesser ist der Laden dicht.

Alternativ 08/15 Servo zum Schubsen.

P.S. Die innere Verschlussplatte kann extrem leicht werden, da innen 
liegend und somit geschützt. Als Belastung treten nur das Eigengewicht 
und der Differenzdruck auf.
Horizontal auf Rollen geht’s am Leichtesten. Gleiten ist billiger.

von Sven (Gast)


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A. K. schrieb:
> Sven schrieb:
>> Was ist ein Spindelmotor?
>
> 
http://www.pollin.de/shop/dt/MjM1OTg2OTk-/Motoren/DC_Getriebemotoren/DC_Getriebemotor_mit_Spindel_200680_12_V_rechts.html

Genial!!!
Sowas gibts :)
Demnach könnte man eine längere Hülse mit Gewinde Mittig mit Schlitzen 
oder Löcher perforieren und dann mittels der Spindel öffnen und 
schließen.

Gibts die auch in kleiner?

von (prx) A. K. (prx)


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Denke schon, aber da fragst du besser bei Modellbauern nach.

von Amateur (Gast)


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Das Pollin-Trumm drückt Dir wahrscheinlich auch größere Löcher platt.
Schau' mal auf die Maße und Stromaufnahme.

Ein Billiggetriebemotor, ein Stück Gewindestange mit Innenbohrung im 
Motorachsdurchmesser. Dazu ein Tropfen Kleber und eine zum Gewinde 
passende Mutti. Oder so.

von Xx (Gast)


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Sven schrieb:
> Zudem soll das gesamte Gerät mittels Knopfzelle betrieben werden

Gehäuse 100 x 100 x 100 mm jede Menge Löcher auf und zu und das ganze 
mit ner 5mm Knopfzelle.

Bisschen mager die Specs.

Wahrscheinlich Batteriewechsel max. 1x pro Jahr und Löcher auf/zu alle 
30 Sekunden.

von wendelsberg (Gast)


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Taeusche ich mich oder passt "Mechanische Betaetigung" und "Knopfzelle" 
schon vom Ansatz her nicht zusammen?

wendelsberg

von MiWi (Gast)


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wendelsberg schrieb:
> Taeusche ich mich oder passt "Mechanische Betaetigung" und "Knopfzelle"
> schon vom Ansatz her nicht zusammen?
>
> wendelsberg

geht schon....
http://www.clever-lueften.com/startseite/technik-für-jahrzehnte/

mit einer CR2450 @ 540mAh

Grüße

MiWi

von Patrick C. (pcrom)


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Manchmal werden da Wax-Motoren benutzt.

Bei (230V~) Spanning schieben die langsam AUS; ohne Spannung schieben 
die langsam EIN. Also die kann man direkt parallel an Lufter schalten.

von (prx) A. K. (prx)


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Amateur schrieb:
> Das Pollin-Trumm drückt Dir wahrscheinlich auch größere Löcher platt.
> Schau' mal auf die Maße und Stromaufnahme.

Dass es hier um Zwergdimension geht war da ja noch nicht klar. In diesem 
Fall wär wohl ein Modellbauservo angebrachter.

: Bearbeitet durch User
von wendelsberg (Gast)


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MiWi schrieb:
> wendelsberg schrieb:
>> Taeusche ich mich oder passt "Mechanische Betaetigung" und "Knopfzelle"
>> schon vom Ansatz her nicht zusammen?
>>
>> wendelsberg
>
> geht schon....
> http://www.clever-lueften.com/startseite/technik-für-jahrzehnte/
>
> mit einer CR2450 @ 540mAh
>
> Grüße
>
> MiWi

Na ja, so wie ich das verstehe, kommt die Energie zur Betaetigung aber 
aus der - manuell zu spannenden - Feder. Die Elektronik dient nur zur 
Steuerung des Ausloesezeitpunktes.

wendelsberg

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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In der Vakuumtechnik benutzt man für sowas z.B. Drosselklappen 
(Throttle-Valve) oder Gates. Throttle-Valves gibt es einbaufertig mit 
Schrittmotor und Druckregeleinheit. Das funktioniert bis wenige Millibar 
runter.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Axel L. (axel_5)


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Modellbauservo, der einen weichen Schlauch zuquetscht.


Gruss
Axel

von Reinhard Kern (Gast)


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wendelsberg schrieb:
> Na ja, so wie ich das verstehe, kommt die Energie zur Betaetigung aber
> aus der - manuell zu spannenden - Feder.

Elektronik zum Aufziehen?? Gemeint ist das wohl nur für eine Richtung, 
dafür muss aber in der anderen die Feder gespannt werden, bestenfalls 
ein Nullsummenspiel.

Oder dachtest du an ein Perpetuum Mobile, wo immer die eine Feder die 
andere spannt?

Gruss Reinhard

von wendelsberg (Gast)


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Reinhard Kern schrieb:
> Elektronik zum Aufziehen?? Gemeint ist das wohl nur für eine Richtung,

Nein, bei diesen WINFLIP-Dingern aus dem Link in diesem Post

Autor: MiWi (Gast)
Datum: 16.10.2013 10:36

ist das wohl so realisiert.

wendelsberg

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