Bremse für Welle, Gewicht langsam absenken

[jcrypter]

Hallo liebes Forum,

nach längerer Pause bastel ich mal wieder.
Ich Suche nach Ideen wie ich eine Welle bremsen kann, geregelt auf eine (in die Nähe einer) festgelegte(n) Drehzahl.

Der Aufbau:
auf eine Welle sitzt ein Kettenzahnrad, darüber läuft eine Fahrradkette an deren einem Ende ein Gewicht hängt.
Das Gewicht "fällt" runter und die Kette dreht das Zahnrad samt Welle.
Die Welle hat einen Durchmesser von sechs Millimeter.

Das Gewicht soll sich jetzt aber nicht immer schneller dem Boden nähern sondern soll mit gleichbleibender Geschwindigkeit sinken.

Für eine Fliehkraftbremse ist die angestrebte Geschwindigkeit der Welle zu gering, die Umdrehungszahl pro Minute zu klein, zumal ich nicht glaube, dass ich das bauen könnte.
Also bleibt nur eine Regelung über Drehzahlmessung, Microcontroller und Bremse. Oder gibt es noch eine Möglichkeit?

Die Drehzahlmessung wollte ich mit einer Lichtschranke realisieren.
Aber wie könnte ich eine Bremse bauen?
Ein Motor der etwas gegen die Welle oder eine Art Bremsscheibe drückt?
Bremsbacken wie bei einer Fahrradhandbremse die eine Scheibe einschließen?

Habt ihr etwas ähnliches vielleicht schon einmal gebastelt/gekauft?
Habt ihr Ideen?

Danke für euren Input!

Crypi

[Gnom67]

Bremsbacken müssten sehr gleichmäßig arbeiten. Bei geringen Drehzahlen wird das sicher schwierig. Das Ding soll ja nicht stottern wie ein ABS. Einen Versuch wäre es sicher wert. Schrittmotor mit kurzer Übersetzung - am besten mit einer Spindel oder so.

Vielleicht ist es möglich, die Welle mit einem Motor zu verbinden und diesen als Bremse zu verwenden. Viele Motortreiber können die Drehbewegung auch abbremsen, wenn die Eingänge entsprechend beschaltet werden. Ein µC müsste die Drehzahl ermitteln und den Motortreiber entsprechend steuern. Bis zur gewünschten Maximalgeschwindigkeit keine Bremsung, darüber hinaus dann mehr oder weniger stark eingreifen. Das ist aber sicher nicht so ganz einfach, die Regelung so einzupendeln, dass das zuverlässig klappt - auch z. B. bei verschiedenen Gewichten an der Kette (falls sowas vorkommt).
Oder schlicht ein Motor, der die Kette mit der gewünschten Geschwindigkeit absenkt und den du stromlos schaltest, so lange die Geschwindigkeit geringer ist als die maximal gewünschte.

[jcrypter]

Ja, vermutlich hast Du mit dem stottern recht!

Der Motor, der gegen an dreht, das ginge sicher.
Wird der dabei nicht aber auch warm?
Ich habe vergessen zu erwähnen, dass ich möglichst geringen Stromverbrauch erreichen wollte.
Das ganze wird Akku betrieben, in meiner Vorstellung braucht ein Motor der dauerhaft gegensteuert mehr Strom als einer der eine Bremse schließt und öffnet, oder lieg ich da falsch?

Könnte man das ganze magnetisch machen?
Neodym Magnete die an der Welle befestigt werden, rund rum, in etwas Abstand zur Welle dann Magnete, die alle gleichzeitig dichter an die Welle heran oder weiter weg bewegt werden können.
Die Magnete an der Welle und die außen rum ziehen sich an und das ganze wird langsamer.
ich weiß nicht ob das funktionieren kann, aber es wäre ziemlich cool

[Manf]

Ein Beispiel für die gedämpfte Bewegung ist im klassischen Schlagwerk einer Uhr. (Ventilator in Luft mit Übersetzung.)

https://www.youtube.com/watch?v=Q2MLKom_2xg&t=29s

Je nach Ausführung und Umgebung kann man ggf auch einen einfachen Akkuschrauber (Futter, Getriebe, Motor) an die Welle anschließen und alles wegnehmen was nicht zum Bremsen dient. (Nur als Anregung)

[White_Fox]

Wird der dabei nicht aber auch warm?
Ich habe vergessen zu erwähnen, dass ich möglichst geringen Stromverbrauch erreichen wollte.

Nicht viel wärmer als wenn er die Last ziehen würde. Je nachdem, um wieviel Leistung es geht, würdest du mit dieser Lösung sogar Energie zurückgewinnen.

Könnte man das ganze magnetisch machen?
Neodym Magnete die an der Welle befestigt werden, rund rum, in etwas Abstand zur Welle dann Magnete, die alle gleichzeitig dichter an die Welle heran oder weiter weg bewegt werden können.
Die Magnete an der Welle und die außen rum ziehen sich an und das ganze wird langsamer.

Nicht wirklich...die Magnete stoßen sich nur auf der einen Seite ab, auf der anderen ziehen sie sich wieder an. Das wird ein Nullsummenspiel.
Was gehen könnte wäre eine Wirbelstrombremse, aber die funktionieren erst ab ordentlichen Drehzahlen so richtig gut.

[hbquax]

Wie so oft wären mehr Infos hilfreich. Über welches Drehmoment und welche Drehzahl reden wir hier?
Wenn es nur ungefähr sein muss, reicht evtl. ein kurzgeschlossener Elektromotor, der hat die schöne Eigenschaft, daß das Bremsmoment mit der Drehzahl steigt. Wenn man statt des direkten Kurzschlusses einen Widerstand einbaut, kann man darüber das Verhältnis Bremsmoment zu Drehzahl variierien. Bei Null Drehzahl aber immer auch die Bremsmoment null. Ein ähnliches Verhalten hast du mit einer Fluidischen Bremse.

[021aet04]

Das mit dem E-Motor kurzschließen wollte ich auch schreiben. Der Vorteil wäre das du keine zusätzliche Energie benötigst (wie z.B. einen Motor Gegenläufig ansteuern). Du könntest auch einen Laderegler aufbauen und mit der Bremsenergie den Akku laden (wie bei E-Autos). Wenn der Akku voll geladen ist könntest du zusätzlich die Energie über einen Widerstand abbauen (wie der Bremswiderstand bei einem Frequenzumrichter).

Was du auch noch machen könntest ist, eine Wirbelstrombremse aufbauen. Die Energie ist dann aber verloren. Du kannst das auch mit Dauermagneten lösen. Mit dem Abstand zur Scheibe kannst du die Bremsenergie einstellen. https://www.youtube.com/watch?v=XbLZjjTi000

MfG Hannes