Motor gesucht

[MecDave]

Hallo

ich habe folgende Frage, vielleicht kann mir jemand hier einen guten Ratschlag geben.

Ich suche einen geeigneten Motor (mit/ohne Getriebe) zur Torsion eines Zylinders, welcher gekrümmt ist.

Dies die Vorgaben:
- Zylinder: Radius 14mm, Länge 250mm
- der Antrieb (Elektromotor/Elektromotoren mit/ohne Getriebe) plus Batterien plus Steuerungselemente sollten im Zylinder untergebracht werden
- Fernsteuerung/RM, Batterien
- der Zylinder wird an den beiden Kopfenden (den kreisrunden Flächen mit Durchmesser 28mm) fixiert.

- Was drehen soll am Zylinder ist der ganze "Mantel"

- der Zylinder ist selber gekrümmt, und zwar variierend:
- maximal entlang eines Kreisbogens mit Radius 50mm (dann umschreibt er einen Halbkreis)
- minimal eines etwas grösseren Kreisbogens mit Radius 140mm

- Benötigtes Drehmoment (Nennmoment): 4 Nm
- Nenn-Drehzahl: kann langsam sein, z.B. 2 - 4 Umdrehungen/ Minute
- Anzahl benötigte Umdrehungen bis zum Wiederaufladen: ca. 70 - 90 Umdrehungen
Spannung nicht vorgegeben, 6V, 9V, 12V, 24V, was nötig ist

Hat jemand eine gute Idee?


Am nächsten bin ich der Lösung bisher gekommen mit zwei Stück eines Getriebe von maxonmotors, bestehend aus:
- Motor EC 20 flat (Ø20 mm, bürstenlos, 3 Watt, 9 Volt, Artikel-Nr.: 241916)
- Planetengetriebe GP 22 C (Ø22 mm, Artikel-Nr.: 144006), Untersetzung von 867 : 1 in 5 Stufen -> Dauerdrehmoment von 2.0 Nm

Die Gesamtlänge dieses Getriebes ist aber etwas zu lang.

Hat jemand eine bessere Idee?
Ich denke, man könnte beim Getriebe etwas Länge sparen, wenn man ein Getriebe mit nur 4 Stufen und kleinerer Untersetzung nähme, die fünfte Stufe dann aussen an das Getriebe anbaut und somit die gleiche Untersetzung/ das gleiche Drehmoment erreichen würde.
Wo kriege ich individuelle Zahnradteile her? Selber herstellen mit 3D Drucker, oder gibt's einen guten Lieferanten?

Gibt's insgesamt einen besseren Lösungsvorschlag, mit andern Motor/ Getriebe- Kombinationen?
Gibt es vielleicht eine Lösung nur mit Elektromotoren, ohne (Planeten-)Getriebe?
Es können so viele Motoren/ Getriebe eingebaut werden wie's Platz hat.

Herzlich
MecDave

[hbquax]

Zahnräder gibts bei Mädler und Conrad. Ansonsten klingts ziemlich verrückt.
Heißt das dein Stab hat ein festes inneres und eine elastische Außenhülle, die drumherumgleitet? Ich würde gerne mal ne Skizze sehen....

[shedepe]

Für mich klingt das auch nach einem Fall für eine Eigenkonstruktion. Eventuell einen bestehenden Motor um sein Getriebe berauben und das Getriebe selber dazu konstruieren.

[hbquax]

Nochmal, wenn i h es recht verstanden habe: du willst nen Getriebemotor mit 28 mm Durchmesser, der 4 Nm abbgibt?

[MecDave]

Hallo hbquax
ich bin wieder im Forum, sorry für die längere Abwesenheit. Ja, da hast Du recht: es ist ein Stab - allerdings ein leicht variabel gebogener- mit einem festen Inneren und einer elastischen Aussenhülle, die drumherumgleitet. Der Abtrieb erfolgt somit "aussen", direkt auf die Hülle (und nicht, wie bei den meisten käuflichen Elektromotoren, ab Welle). Mein Problem ist, dass jene Motoren, welche ich bisher gefunden habe, den Abtrieb ab Welle vorsehen, und ich diesen dann via Planetengetriebe wieder nach aussen aufs äussere Kranzrad (=aussen) transportieren muss, was dann aber den ganzen Motor-Getriebe-Verbund räumlich zu lang macht. Deshalb meine Frage: kennt jemand einen Motor, welcher in seiner räumlichen Ausdehnung passt (Masse vrgl oben), und gleichzeitig genügend Drehmoment aufbringt (behötigt werden 4 Nm, dies kann aber auch von zwei oder mehreren Motoren aufgebracht werden, sofern sie Platz finden)? Vielleicht ein Flach- Motor? Ein Aussenläufer? Und dann, wo finde ich ein Planetengetriebe in der genau passenden Grösse dazu? Oder wo/ wie konstruiere ich dies selber/ lasse ich dies nach eigenen Plänen herstellen?
Eine Skizze kann ich gerne noch anfügen - kommt.

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Hallo hbquax
ja, der maximale Durchmesser ist 28mm, und ja, das geforderte Gesamt- Drehmoment ist 4Nm. Ich nehme aber nicht an, dass dies von einem einzigen Motoren dieser Grösse geleistet werden kann (falls doch, bitte mitteilen), sondern dies kann von zwei oder mehreren Motoren aufgebracht werden, die einzige Limite ist einfach, dass sie in der Gesamtlänge (25cm, inkl. Batterien und Steuerung) Platz finden. Was ich suche, sind die geeigneten Motoren. Der Abtrieb muss aussen sein, deshalb entweder Motoren, bei welchen dies bereits so erfolgt, oder aber je ein Motor mit passendem Getriebe dazu (wahrscheinlich Planetengetriebe), welches den Abtrieb von der Welle nach aussen befördert, einfach wieder innerhalb der räumlichen Massvorgaben.
Die Knacknuss ist die leichte Biegung des Gesamt- Objektes. Eine Möglichkeit, an welche ich gedacht habe, ist, zwischen je eine Motor- Welle und Achse des Getriebes eine Krümmung einzubauen, z.B. und die Uebertragung der Drehung via Doppel-Kardan-Welle erfolgen zu lassen.
Aber auch hier die Frage: wo kriege ich Doppel-Kardan-Welle in der passenden Grösse, wo Planetengetriebe in der passenden Grösse, oder wo kann ich dies nach eigenen Massvorgaben herstellen lassen, und welche Motoren sind am geeignetsten?

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Hallo shedepe,
ja, natürlich ist das eine Eigenkonstruktion, da hast Du schon recht ;) . "Bestehenden Motor um sein Getriebe berauben": woran denkst Du? "Das Getriebe dazu selber konstruieren": wie mache ich das? Hast Du mir da Tipps dazu?

[hbquax]

Du musst doch längst mal ein paar Skizzen gemacht haben, und sei es nur für dich. Also los, einscannen oder abfotografieren und hochladen.
Kardans gibts übrigens auch bei Mädler...
Was nimmst du denn als Außenhülle? Einen Gummischlauch?

Ich würde mal in die Richtung denken, nur die beiden Enden des Schlauchs anzutreiben, mit außenliegenden Motoren, dann gibts die ganze Platzproblematik nicht.

[MecDave]

Die Skizzen kommen.
Als Aussenhülle: ja, Gummischlauch, ev. Silikon.
Aussenanliegende Motoren: danke für den Tipp, aber geht leider nicht, die Motoren müssen in den Schlauch rein. Da haben wir schon dran gedacht.

[hounter]

Wenn ich das richtig verstehe, hast Du viel weniger für den Motor als die 28mm, da 50mm Krümmungsradius auch beachtlich sind. Eine Skizze würde mich auch schwer interessieren.
Vielleicht der G1000 hier:
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1200000-1299999/001289386-da-01-de-SE_GETRIEBEMOTOR_G298___12_V_FUER_MOBAHN.pdf

Durchmesser ca. 12mm, bringt 1Nm bei 18U/min, mit nem hingefrickeltem 1:5 Getriebe könnte es hinkommen. Hab aber nicht gecheckt, ob das mit der Krümmung noch reinpasst. Wofür ist der Spaß denn?

[MecDave]

Hallo hounter, hallo hbquax,
so, hier die lange versprochene Zeichnung.

Wie man sieht das Rohr/ den Schlauch (mit Radius r = 2.8cm und fixer Länge L= 20.4cm) welcher über ein gewisses Mass beweglich ist, dargestellt die zwei Maximal- Biegungen, Minimal- Krümmung (mit R weit = 11.6cm) und Maximal- Krümmung (mit Reng = 6.5cm).

Da hinein sollten nun wie gesagt ein, zwei oder mehrere Getriebemotoren (plus Batterie und Steuerung), welche zusammen ein Drehmoment von 4 Nm hinkriegen sollen, bei langsamer Drehung wie oben beschrieben.

Speziell ist, neben den engen Platzverhältnissen, welche zusätzlich eingeschränkt sind durch die variable Krümmung) dass der Abtrieb an der Aussenhülle erfolgt (und nicht an der Welle). In rot habe ich drei verschiedene Motoren/ Getriebemotoren von verschiedenen Herstellern hingelegt. Bei dem einen Modell, wo Getriebe und Motor getrennt sind, wäre eine Doppelkardan- Welle dazuwischen.

Meine Ueberlegungen gehen nun dahin: alle üblichen Planetengetriebe, welche in einem Getriebemotor verbaut sind, haben den Abtrieb via Welle. Da ich in diesem speziellen Fall den Abtrieb aber wie gesagt aussen brauche, müsste man ja wahrscheinlich zusätzlich zum gegebenen Getriebe aussen an die Welle eine zusätzliche Uebersetzungsstufe anbauen, um die Torsion von der Welle (-> Sonnenrad _> Planetenrad -> äusseres Kranzrad) auf die Aussenhülle zu bringen.

Meine Fragen dazu: wo kriege ich so ein einstufiges Planetengetriebe her (welches nicht wie die vorgefertigten den Abtrieb ab Welle haben)? Oder wie kann ich mir dies bauen? Wo kriege ich die genau passenden Zahnräder her?

Oder: gibt's eine viel bessere Lösung, an die ich nicht denke? Z.B. Aussenläufer- Motoren? Wie aber bekomme ich bei einem Aussenläufer- Motoren die schnelle Drehzahl runter, dafür das Drehmoment rauf, ausser wieder mit einem Planetengetriebe? Gibt es Aussenläufer- Motoren, welche mit grossem Drehmoment und nur langsamer Drehzal geliefert werden (wahrscheinlich wiederum Getriebemotoren)?

Falls ich wirklich eine Doppelkardan- Welle zwischen Motor und Getriebe schalten muss: auch da, wo kriege ich eine solche her?

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Vielen Dank hounter für den Vorschlag mit dem Getriebemotor von conrad. Werde es gleich heute Abend näher ansehen. Das Drehmoment und die Dimensionen - tönt schon mal recht gut!

[oberallgeier]

.. Vielen Dank hounter für den Vorschlag mit dem Getriebemotor von conrad. .. Drehmoment und die Dimensionen - tönt schon mal recht gut!Da sind einige der sehr kräftigen, hoch untersetzten Getriebemotoren von Pololu dabei (klick mal (https://www.pololu.com/category/60/micro-metal-gearmotors)), allerdings alles Standardabtriebe in Motormittenachse. Ich finde diese Motorenreihe extrem gut und habe schon drei, vier verschiedene Motormodelle in meinen Anwendungen. Deren Datenblätter solltest Du Dir schon deswegen ansehen, weil dort eine schwerwiegende Anmerkung steht:

Note: Stalling or overloading gearmotors can greatly decrease their lifetimes and even result in immediate damage. The recommended upper limit for instantaneous torque is 35 oz-in (2.5 kg-cm) for the 1000:1 gearboxes and 25 oz-in (2 kg*cm) for all the other gear ratios; we strongly advise keeping applied loads well under this limit. Stalls can also result in rapid (potentially on the order of seconds) thermal damage to the motor windings and brushes, especially for the versions that use high-power (HP and HPCB) motors; a general recommendation for brushed DC motor operation is 25% or less of the stall current.

Und immerhin willst Du auf 4 Nm - die Jungs von Pololu warnen bei 35 oz-in !! Deine 4 Nm sind satte 567 oz-in.

Ich habe seit Monaten den 298:1er dual-shaft mit Encoder im Archie als Hand-Dreh-Gelenk (https://www.roboternetz.de/community/threads/61379-Kopfsache-und-ein-m1284-etliche-Servos-viel-Alu?p=625271&viewfull=1#post625271). Und wenn Du den kleinfingerdünnen Motor siehst, wird Dir auch klar, dass der bei den maximal (theoretischen) angegebenen 0,88 Nm (d.h. 125 oz-in) wohl flink über den Jordan geht, eben: .. in immediate damage. Wegen mechanischer Überlastung oder zauberhaftem Überstrom . . ..

[MecDave]

Hallo hounter,
vielen Dank, mit so einem Motor von conrad, wie Du ihn vorschlägst, sollte das klappen. Es gibt natürlich auch die Luxusmodelle von z.B. maxon oder Faulhaber, entsprechend teurer. Ich bin nun daran, die Anordnung der Motoren, Getriebe und Gelenke nun zu entwerfen. Das wird ein Weilchen dauern. Herzlichen Dank für die Tipps! Ich werd mich wieder melden wenn ich weitere Hilfe brauche.

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Hallo oberallgeier, vielen Dank für die Hinweise und die Empfehlung. Werde darauf achtgeben, die Motoren nicht zu überfordern. Bei den "Luxus- Lieferanten" wie maxon und Faulhaber gibt's ja diese schönen Diagramme mit den Nenn- und den Maximalwerten, die einen für den Dauer- oder Normalbetrieb, die andern, welche kurzzeitig vom Motoren erbracht werden können. Werde mein Produkt dann zeigen, wenn's soweit ist - und bis dann vielleicht wieder mal mit weiteren Fragen aufkreuzen.

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Danke ncohmals auch an hbquax für die Empfehlungen und Tipps!

[hounter]

Irgendwie fand ich die Kiste sehr spannend...
Wenn mans auf den Millimeter konstruiert, lassen sich doch zwei Motoren einbauen. Ist aber ne knappe Sache, vor allem mit der Lagerung.

2x 1,2Nm x 50/13 Zähne x 90% Wirkungsgrad = 8,3Nm bzw. Belastung von 48%. Leider noch nicht bei Oberallgeiers empfohlenen <30%, aber immerhin. Danke für den Hinweis mit der Dauerlast, war mir auch nicht bewusst.
Auf der anderen Seite hätte das gleiche nochmal Platz. Aber ob das Mini-Getriebe das aushält habe ich jetzt nicht geprüft...


33095330963309733098

Hab ich es jetzt überlesen oder steht immer noch nirgends, wofür das ist?

Gruß hounter

[hbquax]

Bestimmt irgendein Sexspielzeug...

[hounter]

Bestimmt irgendein Sexspielzeug...

Klingt schon verdächtig. Wobei mir 2-4 U/min nicht sonderlich aufregend erscheinen...:rolleyes: