Fahrstuhl Modellbau

**Fritz1987** · 25.08.2017, 20:35

Lieber H.A.R.R.Y.!
Tut mir leid für die späte Antwort, ich hatte viel zu tun auf der Arbeit, aber bin jetzt wieder vollmotiviert meinen Aufzug Stück für Stück zu realisieren.
Also ich versuche auf einige der Fragen einzugehen.
Im Modellbau bin ich recht erfahren, Vorwissen bei Elektromotoren ist jedoch wenig vorhanden. Ich habe mit Hilfe eines Freundes bereits ein Modell realisieren können, allerdings haben wir hierfür einen Segelwindenservo benutzt (was die Zugkraft und Zughöhe (7x Umdrehungen) stark begrenzt hat) sowie extra ein kleines Programm dafür geschrieben, sodass der Aufzug automatisch hoch und runter gefahren ist. Das Problem hierbei war, dass die Zugkraft sehr schnell bei ihrem Maximum angelangt war und das ganze recht kompliziert zu installieren war.
Ich bin nun auf der Suche nach einer solideren Lösung. Ich habe bereits außerdem ein Schienensystem, auf dem der Aufzug gleiten kann, sowie Kugellager an dem Aufzug (der selbst aus Pappe ist) angebracht.

Worauf ich hinaus will, ist eigentlich eigentlich eine Alternative zum Segelwindenservo, die einfacher ist zu realisieren (auch mit wenig Vorkenntnissen) sowie stabiler und zugkräftiger.

Es wäre wüneschenswert einen vollautomatischen Zyklus zu haben. Aber ansonsten reicht ein simples Hoch und Runterfahren von einer länge bis zu 100 m (60cm wäre auch außreichend)...bis zu 15 Sekunden auf 60 cm wären ok.
Bremsen, Türantrieb, etc. ist nicht von Nöten.

Gerne beantworte ich mehr Fragen!
Liebe Grüße,
fritz

- - - Aktualisiert - - -

Lieber Peter,

sorry für die späte Antwort, ich war stark eingebunden bei der Arbeit!
Wäre die erste Variante auch vollautomatisch möglich, oder bedingt die Vollautomatik immer einen z.B. Arduino, der programmiert wird...

MFG
Frieder

**Peter(TOO)** · 26.08.2017, 04:11

Hallo Frieder,

Zitat von Fritz1987

Wäre die erste Variante auch vollautomatisch möglich, oder bedingt die Vollautomatik immer einen z.B. Arduino, der programmiert wird...

Aufzüge gibt es schon seit anno Duback.
Der älteste bekannte Personenaufzug stammt vom 1766. Langedavor gb es aber schon Körbe an einer Winde, heute vor allem bekannt durch griechische Bergklöster.
Absturzsicher wurden sie 1853 durch Elisha Graves Otis.
Automatischen Aufzüge gibt es auch schon über 100 Jahre.
Reale Computer seit 1945
Den Mikroprozessor seit 1971 und den Arduino seit 2005.

Also, es geht auch einfach.

Eine Möglichkeit wäre es, die Zeiten mit einem NE555 zu machen, allerdings ist für längere Zeiten der CD4060 besser geeignet.
Der NE555 erzeugt die Zeit direkt aus einem RC-Glied, der CD4060 Teilt die Zeit des RC-Gliedes noch durch 8192 wodurch die Werte für das RC-Glied auch 8192 mal kleiner werden.

Irgendwo hier im Forum findest du eine Gleichstrom-Motoren-Schaltung mit zwei Endschaltern.
Durch die Polung der Spannung wird die Drehrichtung vorgegeben und der Motor bewegt sich dann, bis der Endschalter betätigt wird.

Nun brauchst du noch den Timer und ein 2xUM-Relais als Polwender beschaltet, welches dann die Spannung in festen zeitlichen Abständen umpolt.

Polwender: http://www.strippenstrolch.de/grafik...wender-2-2.jpg
Die Relais-Schaltung mit Endschaltern: https://www.roboternetz.de/community...7&d=1467562602

Zeitsteuerung mit CD4060: https://www.engineersgarage.com/site...?itok=xWYtCgJC
(oben rechts ist das Relais, allerdings fehlt da noch die Freilauf-Diode über dem Relais)

Hier noch eine Beispiel-Dimensionierung für den CD4060, mit den Schaltzeiten der Ausgänge:
https://www.elprocus.com/wp-content/...4060-TIMER.png

MfG Peter(TOO)

**H.A.R.R.Y.** · 26.08.2017, 10:41

Hallo Fritz1987,

okay, also zum Thema Elektromotoren: Es wird auf einen Motor mit Getriebevorsatz (= Getriebemotor) hinauslaufen. Natürlich geht es auch mit einem selbstgebauten Getriebe aber ein fertiges Aggregat ist schneller montiert. Du möchtest nun wohl darauf hinaus einen passenden Motor auszusuchen. Lass mich mal schnell Deine Angaben zusammenfassen:
Masse der Kabine m = 1,5 kg (oder weniger)
Hubhöhe h = 0,6 m (bei 100cm wäre er dann etwas später an der Endposition)
Geschwindigkeit v = 0,6 m / 15 s = 0,04 m/s = 4 cm / s

Jetzt kannst Du Dir die nötigen Daten schon ausrechnen. Die Drehzahl des Motors hängt von der Seiltrommel ab. Ich nehme einfach mal einen Trommeldurchmesser von 1 cm an, Du kannst es sicher selbst umrechnen. Beim Aufwickeln des Seiles ist der Umfang allerdings nicht ganz konstant, weil bei größerer Seillänge der Radius wegen der Wicklungslagen zunimmt. Ist es die Version mit einer Treibscheibe (Kette + Kettenrad wäre auch eine Option) bleibt der Radius konstant. Grundsätzlich wird die Fahrgeschwindigkeit von der Motordrehzahl und dem Seiltrommeldurchmesser bestimmt. In der Praxis wird der Seiltrommeldurchmesser auf den erhältlichen Motor angepasst.

Drehmoment am Getriebeabgang:
M = Radius der Seiltrommel * Masse der Kabine * Erdbeschleunigung
=> M = 0,005 m * 1,5 kg * 9,81 m/s² = 0,073575 Nm = 7,35... Ncm - das ist noch ohne eventuelle Verluste in irgendwelchen Wellenlagern.

Drehzahl der Seiltommel:
n = Geschwindigkeit der Kabine / (pi * Seiltrommeldurchmesser)
=> n = 0,04 m/s / (pi * 0,01 m) = 1,27... /s (also etwa 76 /min)

Motorleistung (mechanisch):
P = 2 * pi * Drehmoment * Drehzahl (ACHTUNG, die wird in 1/s eingesetzt!)
=> P = 2 * pi * 0,073575 Nm * 1,27... /s = 0,59 W (also aufgerundet 0,6W)

Motorbetriebsspannung:
Je nach den Dir zur Verfügung stehenden Möglichkeiten, namentlich die Spannungsversorgung.

Für eine 12 v Versorgung wäre also was mit
12 V / 80 Upm / 8 Ncm
passend.

Noch eine Anmerkung: Ist die Fahrgeschwindigkeit größer, weil ein grösserer Seiltrommeldurchmesser verwendet wird, oder weil der Motor mehr Drehzahl abliefert, dann ist auch die Leistung grösser. Der Durchmesser der Seiltrommel dürfte die am besten anpassbare Größe sein. Ist die Nennangabe (unter Last) des Motors niedriger wird die Trommel größer und umgekehrt. Dabei ist das Nenndrehmoment nochmal zu kontrollieren. Liegt das höher als nötig, hat der Motor genug Reserve.
Ich hoffe, Du konntest mir bis hierher folgen. Motoren gibt es im Internethandel zu Hauf, z.B: bei Pollin, Reichelt, Conrad, ...

Zur Verschaltung:
Peter hat ja schon Möglichkeiten ohne Computer / Mikrocontroller aufgezeigt. Die von ihm verlinkten Schaltpläne sind allerdings mit grosser Vorsicht zu geniessen. Beim gezeigten Polwender stimmt der Schaltplan nicht ganz (einer der beiden Schalter ist in der falschen Stellung), bei der Version mit "Endschalter" frage ich mich wie der Motor loslaufen soll, wenn die Endtaster beide geöffnet sind. Hier gehören Ruhekontakte hin, die durch die Kabine dann bei Ankunft geöffnet werden. Schaltpläne werden üblicherweise so gezeichnet, dass die Schaltkontakte in Ruhestellung sind.

Wenn Du Dir anstelle K1 mit seinen beiden Kontaktsätzen zwei weitere Taster vorstellst, die durch einen weiteren Motor per Nockenscheiben betätigt werden, dann ist der Schritt zum Automatikbetrieb ohne Elektronik schon fast vollzogen. Der zweite Motor läuft immer dann an, wenn einer der beiden Endtaster betätigt ist. Er schaltet den Fahrmotor um und der fährt dann sofort los, gibt den Endtaster frei und der Hilfsantrieb für die Steuerung bleibt stehen. Die Verschaltung wird dann aber etwas geändert und benötigt Endtaster mit 2 Kontaktsätzen. Falls Du interesse hast, poste ich gerne einen Schaltplan.

Eine weitere Variante läßt den Steuermotor dauernd laufen, er dreht allerdings seeeehr langsam. Die Kabine hält per Endtaster jeweils an und wartet bis der langsame Steuermotor den Polwender umschaltet. Das benötigt ausser den 4 Tastern (Endstellungen + Polwender) noch die beiden Motoren. Der Hilfsantrieb darf auch noch weniger Leistung haben weil er lediglich den Polwender bedient. Auch hier könnte ich bei Interesse mit einem Schaltplan aushelfen - der wäre minimal anders als die von Peter verlinkte Skizze und bremst den Fahrmotor aktiv ab. Das Bremsen sorgt daür, dass die Endtaster nicht überfahren werden. Der Fahrmotor muss die Kabine immer so schnell fahren, dass sie die Endstellungen erreicht *bevor* der Steuermotor den Polwender umschaltet.

Zum Thema elektromechanische Steuerungen findest Du eventuell auch etwas in der ft-pedia unter der Überschrift "Motorsteuerungen" (Teil 1 bis Teil 4):
https://www.ftcommunity.de/ftpedia_a...dia-2011-1.pdf
https://www.ftcommunity.de/ftpedia_a...dia-2011-2.pdf
https://www.ftcommunity.de/ftpedia_a...dia-2011-3.pdf
https://www.ftcommunity.de/ftpedia_a...dia-2011-4.pdf

Gruß
H.A.R.R.Y.