Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug 12v Getriebemotor brauche Hilfe


von Dominik R. (doro89)


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Hallo zusammen Ich hoffe ihr könnt mir helfen bin absoluter Laie.

Ich habe einen RC Bagger, der rund 50Kg wiegt. für das Drehen des 
Oberwagens wird folgender Getriebemotor verwendet:

 Modelcraft IG 320 100-4AC21R 53 rpm ratedtorque 4,6kgf.cm 12v.

Folgendes Problem habe ich damit wenn der Bagger nicht komplett eben 
steh dreht sich der Oberwagen von alleine sprich der Motor hat zu wenig 
Kraft um den Oberwagen des Baggers in Position zu halten.
Gebremst wird der Motor mit einem Servonaut s20 Regler, welcher zum 
Bremsen den Motor kurzschliesst.

Ich gehe mal davon aus das ich einen stärkeren Motor brauche? Worauf 
muss ich da achten? Braucht der Motor einfach ein höheres Drehmoment 
oder ist das egal?

Freue mich sehr auf Hilfe

Liebe Grüsse aus der Schweiz

Dominik

: Verschoben durch Moderator
von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Dominik R. schrieb:
> welcher zum Bremsen den Motor kurzschliesst

Und damit ist im Stillstand die Bremswirkung praktisch Null.

Du wirst wohl irgendeine Form von mechanischer Bremse oder aber ein 
Getriebe mit ausreichend großer Selbsthemmung benötigen.

Oder zur Not mit einem Drehgeber die Positionsabweichungen erfassen und 
dann aktiv mit dem Motor gegensteuern - quasi nach dem Servo-Prinzip

von Dominik R. (doro89)


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Aber wenn der Motor kurzgeschlossen ist, lässt sich der Oberwagen viel 
schwerer drehen als wenn der Bagger ausgeschaltet ist. Das ist doch das 
Ziel des kurzschliessens? Könntest du mir ein solchen Getriebemotor mit 
höherer Selbsthemmung empfehlen?

von Christian M. (christian_m280)


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Dominik R. schrieb:
> Getriebemotor mit höherer Selbsthemmung empfehlen?

Getriebe mit grösserer Untersetzung kommt mir da in den Sinn, wenn das 
möglich ist. Oder eine Schnecke!

Gruss Chregu

von Olaf (Gast)


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> Aber wenn der Motor kurzgeschlossen ist, lässt sich der Oberwagen viel
> schwerer drehen als wenn der Bagger ausgeschaltet ist.

Das blockieren des Motors braucht Energie. Diese Energie kommt aus dem 
Motor wenn er bewegt wird weil der dann als Generator arbeitet. Wenn er 
sich garnicht mehr dreht liefert er aber keine Energie mehr. Deshalb 
gibt es bei Stillstand keine Bremswirkung und er laesst sich zumindest 
langsam drehen.

Du kannst ja mal den hier probieren:

https://www.pollin.de/p/gleichstrom-getriebemotor-my2007u222-12-v-310554

Oder etwas in der Richtung was dir von den Daten besser passt.

Olaf

von Motorenfütterer (Gast)


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Dominik R. schrieb:
> Hallo zusammen Ich hoffe ihr könnt mir helfen bin absoluter Laie.
Ja das wird gleich offensichtlich

> Ich habe einen RC Bagger, der rund 50Kg wiegt. für das Drehen des
> Oberwagens wird folgender Getriebemotor verwendet:
>
>  Modelcraft IG 320 100-4AC21R 53 rpm ratedtorque 4,6kgf.cm 12v.
Datenblatt:
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000234349DS01/fiche-technique-234349-modelcraft-ig320100-41c01-moteur-a-entrainement-12-v-1001.pdf

Für einmal wird hier mit Spatzen auf Kanonen geschossen: was hast Du für 
Erwartungen wenn ein 6W-Motörli auf ein Sack Zement angesetzt wird?

Oben wurde bereits genannt: Bremsung oder Verriegelung ist angesagt. Das 
kann, muss aber nicht, mit dem Getriebemotor gemacht werden.
Der ebenfalls oben genannte Ansatz "mit Positionserfassung" also in 
Servotechnik, ist wohl der beste weil damit auch extern auftretende 
Kräften entgegengewirkt wird.
Als selbsthemmendes Getriebe ist das Schneckengetriebe der Klassiker.

Du benötigst ein Antrieb der mind. 10x soviel Leistung bringen kann und 
die Zähne der Getriebezahnzäder müssen in jeder Stufe das auftretende 
Drehmoment abkönnen (sonst gibt es Karies).

Wenn Du unbedingt auf der bisherigen Konstruktion bleiben willst (weil 
Laie wie du selbst sagst) kannst ja den IG320516 versuchen. Dessen 
Getriebe untersetzt 516:1 (5x mehr als dein bisheriger) was ev. zur 
"selbsthemmung" reicht. Ist halt langsamer, kostet aber wenig und der 
Umbauaufwand könnte minimal bleiben...

von Harald W. (wilhelms)


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Motorenfütterer schrieb:

> (sonst gibt es Karies).

Eher Extraktion (Entfernung ganzer Zähne. :-)

von Uli S. (uli12us)


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Vor allem um ein Schneckengetriebe einsetzen zu können, brauchst du zur 
Seite hin eine Menge Platz. deshalb erscheint mir der Vorschlag mit I516 
auch am einfachsten. Es gibt auch Modellbauservos die kontinuierlich 
drehen, aber auch da, die sind regelmässig grösser und brauchen vorallem 
ne PWM Ansteuerung. Wenn da,was ich vermute einfach nur eingeschaltet 
bzw kurzgeschlossen wird, klappt das nicht.

Eventuell könntest du einen 12V Akkuschrauber schlachten. die haben 
häufig
eine Verriegelung im Stillstand. Aber auch hier gibts einen Nachteil, 
die brauchen erheblich höhere Ströme, wie der bisherige Motor.

von MaWin (Gast)


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Dominik R. schrieb:
> Ich habe einen RC Bagger, der rund 50Kg wiegt. für das Drehen des
> Oberwagens wird folgender Getriebemotor verwendet:

Woher denn ?
Ein Fertiggerät, ein Bausatz, was gebasteltes ?

Dominik R. schrieb:
> Modelcraft IG 320 100-4AC21R 53 rpm ratedtorque 4,6kgf.cm 12v.

2.2Nm sollte reichen, um so einen Arm zu drehen, auch wenn er nicht ganz 
in der Ebene ist.
Das scheint auch nicht dein Problem zu sein.
Das Problem scheint nur zu sein, dass der Motor von selbst sich dreht, 
wenn er nicht angesteuert / kurzgeschlossen wird.
Kein Wunder, dann hat er auch keine 2.2Nm Haltekraft mehr.

Schneckengetriebemotoren sind üblicherweise selbsthemmend. Einen 
Scheibenwischermotor nutzen ?

von Dominik R. (doro89)


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Hallo zusammen und danke erstmal für eure Antworten.

Also den Bagger gibt es als Bausatz, ich habe ihn aber gebraucht und 
zusammengebaut gekauft.
Der jetzt verbaute Motor hat der Vorbesitzer eingebaut, weil er den 
Original im Bausatz beiliegende Motor nicht gut fand.

Der im Bausatz enthaltene Originalmotor ist ein mfa como drills 942D2641

Für Schneckengetriebe oder ähnliches fehlt definitiv der Platz, der 
Motor darf noch etwas länger sein und etwas grösser im Durchmesser. Aber 
Schnecke oder ähnliches geht definitiv nicht.

Also kommt es nur drauf an wie die Untersetzung ist um den Oberwagen in 
Position zu halten? und das Drehmoment spielt dafür keine rolle? Habe 
ich das nun richtig verstanden?

von Motorenfütterer (Gast)


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Dominik R. schrieb:
>
> Also kommt es nur drauf an wie die Untersetzung ist um den Oberwagen in
> Position zu halten? und das Drehmoment spielt dafür keine rolle? Habe
> ich das nun richtig verstanden?

Naja... vielleicht.... es bizzeli eventuell???
Jedenfalls deine Formulierung lässt die Frage weiterhin offen.

von Dominik R. (doro89)


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Motorenfütterer schrieb:
> Dominik R. schrieb:
>>
>> Also kommt es nur drauf an wie die Untersetzung ist um den Oberwagen in
>> Position zu halten? und das Drehmoment spielt dafür keine rolle? Habe
>> ich das nun richtig verstanden?
>
> Naja... vielleicht.... es bizzeli eventuell???
> Jedenfalls deine Formulierung lässt die Frage weiterhin offen.

Die Frage ist ob ich nur auf die Untersetzung schauen muss?

Also der jetztige Motor hat 1:100 wenn ich nen Motor mit derselben 
Untersetzung nehme aber mit mehr Drehmoment ändert das nichts daran das 
sich der Oberwagen wegdreht?

von Mario P. (Gast)


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Dominik R. schrieb:
> Also kommt es nur drauf an wie die Untersetzung ist um den Oberwagen in
> Position zu halten? und das Drehmoment spielt dafür keine rolle?
Du benötigst ein Haltemoment im Stillstand.
Die Selbsthemmung kommt vereinfacht formuliert zu Stande, weil alle 
Reibungskräfte in den Motorlagern, in den Getriebelagern und an der 
Verzahnung auch mit dem Übersetzungsverhältnis der jeweils wirksamen 
Getriebestufe(n) mit übersetzt werden. Je schlechter der Wirkungsgrad 
des Getriebes, desto größer ist die Selbsthemmung. Schneckengetriebe 
erreichen nur schlechte Wirkungsgrade von 0,3 bis 0,6. Deshalb tritt 
hier schnell Selbsthemmung ein. Planetengetriebe erreichen meist 
Wirkungsgrade von besser als 0,85 bis hin zu 0,98 je Getriebestufe Bei 
Übersetzungen von ca. 250/1 werden meist 3 Stufen genutzt, was einem 
Gesamtwirkungsgrad des Getriebes von 0,6 bis 0,95 entspricht.
Der Originalmotor ist deutlich kräftiger als der verbaute 
Austauschmotor. Der Vorbesitzer scheint den Antrieb auf Effizienz und 
möglichst lange Laufzeit mit einem Akkusatz ausgelegt zu haben. 
Möglicher Weise reicht der Einsatz des Originalmotors, um dem Oberwagen 
seine Selbständigkeit zu nehmen.
An sonsten sehe ich für Deinen Anwendungsfall (analog zu den 
Modellbauservos wie bereits von Anderen hier empfohlen) das Erfassen der 
aktuellen Drehzahl und aktives Gegenhalten mit dem Motor zum Erreichen 
der Solldrehzahl (inn diesem konkreten Fall halt n=0) als die günstigste 
Lösung. Hier aber auf die Erwärmung des Motors achten.
Alternativ (und oft im industriellen Umfeld zu finden) sind 
Haltebremsen, die im Stillstand das Haltemoment aufbringen und vor dem 
Bewegen gelöst werden (auch dies wurde hier bereits genannt). Die 
Hersteller von Motoren bieten diese Kombinationsmöglichkeiten auch an 
(Faulhaber, Maxton u.A). Die Preise der Motoren liegen aber deutlich 
oberhalb der Modellbausparte.

Mario P.

von Dominik R. (doro89)


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Danke für die Erklärung.
Ich habe keinen Platz für Servos Schneckengetriebe oder ähnliches der 
ganze Oberwagen ist voll durch Hydraulikpumpe, Hydraulikventile 
inklusive servos, Oeltank und durch die Hydraulikschläuche.

von Mario P. (Gast)


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Es ging mir nicht um eine Änderung des Antriebes an sich, sondern um das 
hinzufügen eines Regelkreises für die Drehzahl und die Position, also 
einer elektronischen Komponente. Das Servo hatte ich hier nur als Bezug 
genannt, da auch dort ein Regelkreis für die Position vorhanden ist und 
über diesen auf Störgrößen (von außen angreifende Kräfte/Momente) 
reagiert wird.
Ich nehme an, daß Du über die Steuerung des Baggers die 
Rotationsgeschwindigkeit vorgibst als reine Drehzahlstellung ohne 
Regelung. Für das Hinzufügen der Regelung wird dann ein Drehgeber 
erforderlich, über den die Drehzahl und die Position (inkremental am 
Motor oder auch absolutoder inkremental am Oberwagen) erfasst wird. Bei 
der Formulierung der Anwendung könnte ich noch etwas helfen, wenn 
gewünscht. Beim Entwurf, Aufbau und der konkreten Auslegung dieser 
Regelkreise leider nicht. Da haben andere hier das nötige Wissen.

Mario P.

von Dominik R. (doro89)


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Mario P. schrieb:
> Es ging mir nicht um eine Änderung des Antriebes an sich, sondern um das
> hinzufügen eines Regelkreises für die Drehzahl und die Position, also
> einer elektronischen Komponente. Das Servo hatte ich hier nur als Bezug
> genannt, da auch dort ein Regelkreis für die Position vorhanden ist und
> über diesen auf Störgrößen (von außen angreifende Kräfte/Momente)
> reagiert wird.
> Ich nehme an, daß Du über die Steuerung des Baggers die
> Rotationsgeschwindigkeit vorgibst als reine Drehzahlstellung ohne
> Regelung. Für das Hinzufügen der Regelung wird dann ein Drehgeber
> erforderlich, über den die Drehzahl und die Position (inkremental am
> Motor oder auch absolutoder inkremental am Oberwagen) erfasst wird. Bei
> der Formulierung der Anwendung könnte ich noch etwas helfen, wenn
> gewünscht. Beim Entwurf, Aufbau und der konkreten Auslegung dieser
> Regelkreise leider nicht. Da haben andere hier das nötige Wissen.
>
> Mario P.

Danke für deine Hilfe vom Vorbesitzer wurde ein Servonaut S20 Regler 
verbaut

https://www.servonaut.de/alteAnleitungen/S20_web.pdf

Aber inwiefern der ganz genau funktioniert weiss ich nicht.

von Mario P. (Gast)


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Der Regler scheint die Gegen-EMK des Motors zur Regelung zu nutzen. Das 
funktioniert leider bei Drehzahl 0 nicht.
Schildere Dein Problem am Besten mal direkt bei Sevonaut. Möglicher 
Weise haben die eine direkte Lösung für Dein Problem. Wenn nicht, dann 
können wir hier weiter schauen.

Mario P.

von Mario P. (mario_71950c)


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Hier noch meine Anmeldung für eine PN.

Mario P.

von MaWin (Gast)


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Dominik R. schrieb:
> mfa como drills 942D2641

Der ist ein bisschen schwächer, hat aber fast 3 mal mehr Übersetzung, 
also im Stillstand auch mehr Haltemoment (eventuell sogar so viel, dass 
er an der Abtriebswelle gar nicht gedreht werden kann ohne das Getriebe 
zu zerbrechen).

von Dominik R. (doro89)


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Sorry das ich mich erst jetzt melde. Ich versuche es mal mit dem 
original Motor, sollte das nicht funktionieren werde ich mich wieder für 
die andere vorgeschlagene Lösung melden. Vielen Dank an alle :-)

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