Hilfe bei Wahl eines Antriebselements

[manu1992]

Hallo Techniker-Gemeinde,

für mein Bachelorprojekt darf ich einen Adapter konzipieren, welcher ein Modul aus einem Rack raus und reinziehen soll. Am Ende dieses Racks befindet sich eine Backplane mit einer Steckeraufnahme, sodass das Modul praktisch an- und abgesteckt wird. Das hat das Ziel, dass während eines Langzeittests die Hotplug-Fähigkeit einer Software getestet werden soll. Soviel zum Hintergrund.

Das Gerüst für diesen Adapter ist weitestgehend fertig und besteht aus Alu-Profilen. Darüber hinaus ist an dieses Gerüst eine Aufnahme für die Module, welche rein und raus gezogen werden sollen, montiert.

Meine Frage lautet nun: Habt ihr Erfahrungen, Ideen, Vorschläge, welches Antriebselement sich dafür eignet, diese Aufnahme in einem bestimmten, geringen Hub (Steckertiefe) vor und zurück zu bewegen?
Ich dachte vielleicht an einen kleinen Steppermotor, evtl. mit Spindel um die Aufnahme bewegen zu können. Dafür habe ich bereits die Kräfte gemessen, welche benötigt werden, um die Module raus- und reinzustecken.
Ich habe auch schon nach Alternative geschaut, z.B. bei http://www.festo.com/cat/de_de/products_011100 , allerdings sind die Hublängen viel zu groß ausgelegt...
Habt ihr evtl. noch andere Vorschläge?

Des Weiteren dachte ich an eine Drehmomentbegrenzung evtl. realisiert durch eine Strombegrenzung, damit die Module beim einstecken nicht kaputt gedrückt werden können, falls der Hub nicht eingehalten wird. Oder einen Distanzsensor, der erkennt, wann das Modul eingesteckt ist.


Vielen Dank für eure Hilfe und viele Grüße

[Geistesblitz]

Es geht also nur um das Rein- und Rausstecken der Module? Da würde ich eher zu einer Lösung mit Kurbelwelle tendieren, da man dann wirklich nur eine kontinuierliche Drehbewegung braucht. Durch die Exzentrizität der Kurbel kann man dann ja auch den Hub einstellen, sodass sich da nie etwas zu weit bewegen kann.

[manu1992]

Ja es geht zunächst nur um das Rein- und Rausstecken. Zusätzlich wäre eine Lösung sinnvoll, mit der die Aufnahme auch noch einfach vor und zurück bewegt werden kann.
Deshalb dachte ich auch an einen Steppermotor mit einer Spindel wie z.B.: http://www.haydonkerk.com/LinearActuatorProducts/StepperMotorLinearActuators/LinearActuatorsHybrid/Size11DSLinearActuator/tabid/76/Default.aspx

Eine Kurbelwelle gibt es ja sowohl für Stepper- als auch für Getriebemotoren. Kannst du etwas präziser werden?´

Vielen Dank für die schnelle Antwort !

[Geistesblitz]

Steppermotor mit Spindel würde natürlich auch gehen, allerdings muss man dann eben das Vor- und Zurückschieben irgendwie programmieren. Spindelantriebe sind in der Regel auch meist er langsam und kräftig, da wären die Bedenken mit dem Blockieren schon berechtigt (zB. wenn sich mal ein Pin etwas quer stellt). Kurbelwellen sind an sich völlig unabhängig vom Motor, da kannst doch im Prinzip alles ranhängen, was sich dreht. Ein Schrittmotor macht eigentlich nur Sinn, wenn man sehr präzise Bewegungen braucht, auch in den Zwischenpositionen. Wenns mal zu sehr klemmen sollte, verliert der Schrittmotor dann entweder Schritte oder kommt ganz aus dem Tritt und dreht sich gar nicht mehr. Ein (Getriebe-)Motor wird bei Belastung einfach nur langsamer und läuft bei Aufhebung der Last auch wieder von alleine an, falls er ganz stehen bleiben sollte.

Was aber bei deiner Anwendung noch wichtig wäre: mit welcher Frequenz soll das Ganze ablaufen und wieviele Zyklen soll es durchhalten? Außerdem, um einen wie großen Hub handelt es sich genau? Da du sagst gerade soviel wie zum Reinstecken der Kontakte nötig ist gehe ich mal von wenigen Millimetern aus. Mit der Kurbelwellenvariante wären jedenfalls recht hohe Frequenzen möglich, allerdings tritt da wahrscheinlich auch mehr Verschleiß auf (Getriebe, Lager). Außerdem scheint es recht gängig zu sein, Prüfstände für den Test von der Lebensdauer von Baugruppen ein wenig zu überdimensionieren, einfach damit sich der Verschleiß in Grenzen hält.

[nikolaus10]

Hallo

Die Profis machen das eigentlich durchweg mit Druckluftzylindern.

Vorteil : feste Start und Endpunkte, Kraftverteilung weicher, mehr dem Menschen angepasst.
Nachteil: du brauchst Druckluft.

KR

[manu1992]

Hallo und vielen Dank für die Antworten! Eure Fragen und Kommentare helfen mir wirklich sehr, mich immer näher an dieses Projekt heran zu tasten und somit keine Details zu vergessen :).

Das Programmieren der Vor- und Rückwärtsbewegung sollte für mich kein großes Problem sein. Ob ich dafür ein Arduino oder Raspberry verwende, hängt letztlich von den zukünftigen Aufgaben ab. (muss das ganze im Remote-Modus verwendet werden?..)
Wie schon erwähnt, fehlt mir leider nur die Erfahrung mit der Wahl des Antriebelements.
Die Frage nach der Frequenz und den Zyklen ist eine sehr gute Frage, mit der ich mich in den nächsten Tagen auseinander setzten und die Antwort anschließend posten werde.
Bezüglich des Hubs handelt es sich hier um höchstens 15-20 mm.
Ich habe gemessen, dass ich eine Kraft von max. 200 N (19,75 kg) benötige, um ein Modul heraus bzw. hinein zu stecken. Welche Kräfte muss ich nun z.B. bei einem Schrittmotor mit Spindel berücksichtigen? Ich vermute, gerade durch die Spindel entstehen Quer- und somit Verlustkräfte. Und was passiert, wenn ich drei Module gleichzeitig raus und reinziehen möchte? Kann ich die benötigten Kräfte einfach addieren (600 N) ?
Außerdem werde ich höchstwahrscheinlich zwei Führungen links und rechts von der Spindel benötigen, um die Rotationskräfte abzufangen. Sollte aber alles machbar sein denke ich.
Habt ihr einen Vorschlag für einen passenden Motor?
Ich habe bereits diese gefunden:
http://www.haydonkerk.de/49/Produkte/Linearaktuatoren/Hybrid-Linearaktuatoren/57000-Double-Stack-Linearaktuator.htm - was ist hier der Unterschied zwischen Captive, Non-Captve und External?


Vielen Dank für Eure Hilfe!

[Langer711]

Auch ich tendiere zum Kurbeltrieb.
Mechanisch ausgereift und einfach zu bauen.
Einfach nen 20 mm Excenter auf einen 24 Volt Getriebemotor (Scheibenwischermotor) und gut is.
Dazwischen eine 50 cm Koppelstange auf eine Platte, die an den 19" Kasten angebaut wird.
Hier kann auch ne Konstruktion gebaut werden, die einen Schnellwechsel der 19" Einschübe ermöglicht, einfach zwei Riegel links und rechts, die sich hinter die Handgriffen der 19" Schublade schieben z.B.

Ein KFZ ScheibenwischerMotor hat direkt eine Überlastsicherung drin, ist 100 Einschaltdauer gewohnt, kostet nicht viel und hat sogar noch nen eingebauten Schalter, damit hast schonmal einen Totpunktgeber integriert.
Ist bei LKW Wischermotoren ebenso, dann kannst 24Volt verwenden, die es in der Industrie an jeder Ecke gibt.

Jetzt musst nur noch die Zeit für eine Umdrehung erfassen über den eingebauten Schalter, dann lässt den Schalter anfahren (Totpunkt Eingeschoben) es folgt die Prüfung.
Halbe Zeit den Motor laufen lassen, Motor Pause, damit im Einschub alles runterfährt, dann wieder zum Endschalter fahren, Prüfung... usw...

Bevor der Motor die Flügel streckt, sind die Kontakte vom Einschieben und Rausziehen uppe oder der 19" Kasten durchgescheuert