Last über Schneckengetriebe heben

[MarkusW.]

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

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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

[Geistesblitz]

Ok, das ist schon ordentlich was an Drehmoment. Das kann man dann auch nicht einfach mal an den Abtrieb vom Getriebe hängen, sondern muss anständig gelagert werden. Hast du dir darüber schon Gedanken gemacht?

Ansonsten ist der Aufbau recht ungünstig. Der Motor muss die komplette Masse über den Hebel heben, da brauchst du schon etwas Größeres. Sinnvoller ist es da, auf der anderen Seite ebenfalls einen Hebel zu haben, der über Federn vorgespannt ist oder an dem eine Ausgleichsmasse hängt (quasi wie bei einer Wippe). Dadurch muss der Motor nur noch einen Bruchteil des Drehmoments aufbringen, um das Ganze in Bewegung zu setzen. Nachteil ist dann nur, dass die Lager dadurch stärker belastet werden, muss man also alles entsprechend auslegen.

Darf man denn erfahren, wofür das Gerät dann sein soll? Man kann meistens bessere Tipps geben, wenn man auch den Zusammenhang zur Aufgabe kennt.

[MarkusW.]

Kann ich dir leider nicht sagen, nur soviel: Ich muss das Gewicht so heben. Von oben hochziehen oder so ist nicht.

Hab aber eine Idee mit nem Scheibenwischermotor :)

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

[Geistesblitz]

Hmm, ich glaub du stellst dir das ein wenig zu einfach vor. Fertige Getriebe mögen im Modellbau, wo auch nicht ganz so viel Leistung im Spiel ist, durchaus ihre Existenzberechtigung haben, aber in der Größenordnung kommt man fast nicht daran vorbei, da etwas auf die spezielle Problemstellung angepasstes zu bauen. Schließlich spielen da ja auch viele Punkte mit hinein, wie Anschlussmaße, zu übertragende Leistung, Abtriebsmoment usw. Bei Mädler kannst du mal gucken, da gibt es Schneckengetriebe bis 878Nm, sind aber natürlich auch nicht ganz billig. Billig wirst du wahrscheinlich aber so oder so nicht dabei wegkommen.

[i_make_it]

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[MarkusW.]

Hmm ja da habt ihr wohl recht :( Ich werd mir mal was mit Gegengewichten einfallen lassen. Also jetzt rein theoretisch: Wenn ich jetzt z.b. rechts an der Welle (gesehen bei dem Bild mit der Position 2) ein Gegengewicht mit gleichem Hebel anbringe. Dann würde auch ein Drehmoment von 4Nm reichen ? Theoretisch müste ja jedes Drehmoment reichen, da sich die Drehmomente der Gewichte ja gegenseitig aufheben ?

Gilt das dann auch für den gesamten Verfahrweg ? Also von Position 1 zu Position 2. Eigendlich schon oder ? Da sich die Gewichte doch immer ausgleichen.

[Geistesblitz]

Entweder das, oder eben entsprechend dem Hebelgesetz (halbe Hebellänge, doppeltes Gewicht zB.). Allerdings bräuchtest du da wirklich schon einiges an Masse, je kürzer der Hebelarm wird.
Das Drehmoment ist übrigens trotzdem nicht ganz unwichtig, denn auch wenn du kein Moment aus der Gewichtskraft mehr hast, so musst du doch die Massenträgheit überwinden, um in einer annehmbaren Zeit zu beschleunigen.

[i_make_it]

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[ernterobo]

Hallo ich hätte da noch eine günstige und leistungsstarke Idee

Mein Pflückwagen muss etwas 500 Kg 30 cm heben das geht mit einer PKW
Seilwinde (ca. 100 €)
Die die ich habe sieht genau so aus, die :http://www.ebay.de/itm/68012-Elektrische-Seilwinde-12-V-3500-Lb-PKW-Anhanger-/380288467381?pt=PKW_Anh%C3%A4nger_Ersatzteile&hash=item588af581b5

Die soll über 1000 Kg heben, wichtig ist heben nicht ziehen in der Beschreibung steht sie ist
nicht für das heben solcher Lasten zugelassen aber sie hat die Hebeleistung.

So eine Winde könnte also an einen 10 – 20 cm langen Hebel ein 75 kg Gewicht problemlos heben.

Ich empfehle stabil zu Bauen und an die Sicherheit zudenken (75 kg auf dem Fuß ist nicht so toll).