Linearantrieb Trapezgewindespindel Untersetzung durch größere Mutter?

[Rick88]

Moin zusammen,

es handelt sich zwar nicht um einen Roboter, doch ich hoffe dass ihr mir trotzdem helfen könnt:

Das Hubbett unseres Wohnmobils wird mit Hilfe einer Trapezgewindespindel bewegt auf welcher ein Schlitten verfahren wird, der wiederum über zwei Seilzüge das Bett hoch zieht. Die alte Spindel war so stark abgenutzt, dass sie ersetzt werden musste. Da keiner mit Sicherheit sagen konnte, um welches Gewinde es sich handelte wurde auf eine Trapezgewindespindel mit entsprechenden Muttern und Lagern umgebaut.

Hier ein Überblick:


Der Schlitten mit Muttern im Detail:


Nun geht es mir vor allem um die Funktionsweise der Kombination aus "normaler -" und parallel verschobener Mutter, denn bei der jetzigen Kombination:

Spindel: TR16x3
linke Mutter: TR16x3
rechte Mutter unter Lager: TR22x3

"verkantet" sich die TR16x3 Mutter entweder gegen das Lager links von ihr oder gegen die TR22x3 Mutter rechts.

Ich bin davon ausgegangen, dass die parralelverschobene Mutter dazu dient, eine Untersetzung zu erzeugen. (Habe es zuerst nur mit einer TR16x3 Mutter gebaut, die fest mit dem Schlitten verbunden war und der Schlitten verfuhr zu schnell/die Kraft des Motors reichte nicht aus.)
Wenn nun nur die TR22x3 Mutter montiert ist, verfährt der Schlitten trotzdem bei 3 Umdrehungen 9mm, hat also auch eine Steigung von 3, wie bei meinem ersten Versuch nur mit TR16x3 Mutter.

Hier nun meine Fragen:
-Wie bekomme ich eine Untersetzung richtig realisiert? Hätte ich in der TR22x3 Mutter eine andere Steigung wählen müssen oder hätte das aufgrund des Zahnabstands/ der unterschiedlichen Steigung mit der TR16x3 Welle überhaupt nicht funktioniert?
-Ist eine Untersetzung eventuell mit diesem Gewinde generell nicht zu verwirklichen?
-Warum haben sich die ursprünglichen Muttern nicht gegeneinander verspannt bzw. wie funktionierte die Untersetzung vorher? Leider kann ich die Steigungen der alten Muttern nicht mehr messen.

Ich freue mich auf eure Antworten und Anregungen.

Viele Grüße,

Rick

Ein paar weitere Bilder zum besseren Verständnis:

[HeXPloreR]

Hallo Rick,

vermutlich verkantet die geschlitze TR16-Mutter nicht gegen die Seiten links oder rechts, sondern mit der Welle - dadurch wird sie mitgedreht und verkantet dann zusätzlich mit links oder rechts.
Ich denke eine TR16x3 Mutter in der Mitte sollte reichen - mit dem Bund nach rechts und fest. Warum dort eine geschlizte Mutter drin war/ist erschließt sich mir nicht. Sowas fällt mir nur für Schmierzwecke ein ...

Die Untersetzung entsteht schon bei der mit der Kombination Schraubengewinde TR16/Muttergewinde TR16. Eine TR22 ist völlig falsch dort - Die Gewindeflanke wird nicht vollständig genutzt, es entsteht mehr Reibung und somit höherer Verschleiß.
Und zusätzlich (oder überhaupt) eine andere Steigung bringt noch weniger Erfolg weil es einfach nicht zusammenpasst.

Also was mindestens benötigt wird ist eine feste, nicht mitdrehende Mutter im Hubschlitten. So wiie du es oben in deinem ersten Versuch beschreibst.

Wenn die Kraft des Motors nicht reicht weil er zu schnell dreht, dann könnte ziwischen Trapezwelle und Motorwelle noch eine weiter Untersetzung (/Getreibe) montiert werden.
Das Ergebnis wäre eine geringer Drehzahl, aber mehr Drehmoment. Scheibenwischermotor wäre hier meine Empfehlung.

Viele Grüße
Jörg

[Rick88]

Hi Jörg,

vielen Dank für deine schnelle Antwort.
Wie du richtig sagst hätte eine andere Steigung in der Mutter keinen Sinn. Die 16*3 und 22*3 haben den gleichen Winkel und greifen daher richtig ineinander. Habe mich da von anderen Leuten verunsichern lassen, weil die TR22*3 Mutter zunächst den Anschein machte, auf der TR16*3 Welle zu "springen" - tut sie aber nicht.
Nun würde mich aber interessieren, ob über die Kombination nun tatsächlich eine Untersetzung stattfindet oder nicht.

Ich habe die ganze Sache nun verbaut und die TR16*3 Mutter (die nirgends am Schlitten fest war, wie auch schon bei der ursprünglichen Version) durch eine Distanzhülse ersetzt.
Es funktioniert nun wie es soll, der Motor hat jedoch deutlich mehr Mühe, die Last zu heben - früher ging das problemlos.
Als nur eine feste, nicht mitdrehende Mutter im Hubschlitten verbaut war, schaffte der Motor keine 5 cm und den Rest nur unter meinem vollen Körpereinsatz (ich schätze die Bettkonstruktion auf ca. 120kg) - es scheint mir also nun eine Untersetzung stattzufinden. Auch die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens ist geringer, was ebenfalls auf eine Untersetzung hindeutet.

Jetzt aber nochmal zum Motor:

momentan verbaut ist ein ELVI 12V Motor (https://www.elvi.it/de/gleichstrommo...7-standard-m77) mit folgenden Daten:
Standard Nennspannung 12 V
Leerlaufdrehzahl
N0 [Rpm] 6000÷1500
Leerlaufstrom
I0 [A] 4,15÷1,04
Nenndrehzahl
Nn [Rpm] 5937÷1437
Mn [Nm] 0,05
Nennstrom
In [A] 7÷1,75
Nennleistung
Pn [W] 33,50÷8,10
Abgebremstes Drehmoment
Ms [Nm] 5,10÷1,27
Anlaufstrom
Is [A] 272÷17,75
Max. Leistung
Pmax [W] 800÷50
max Wirkungsgrad
ηmax [%] 78÷60

Ein Scheibenwischermotor mit eingebautem Schneckengetriebe ist an sich eine gute Idee. Allerdings liegt die Drehzahl der meisten Motoren wesentlich unter der
des aktuellen und würde somit die Verfahrzeit mindestens verdreifachen, wenn nicht sogar verfünfzehnfachen. Mit Ersterem könnte ich leben aber letztlich kenne ich die aktuelle Drehzahl unter Last nicht.
Hast Du Tipps, wo man einen entsprechenden Motor kaufen könnte? Die maximale Einbauhöhe beträgt 77mm, sodass unser jetziger Motor exakt passt.

Alternativ würde ich versuchen an die verstärkte Version von unserem heran zu kommen, den Elvi m77p (https://www.elvi.it/de/gleichstrommo...e-version-m77p)
mit mehr Drehmoment (2,15-8.9 Nm anstatt 1,27-5,1 Nm) aber gleicher Drehzahl - hier die Daten:

Standard Nennspannung 12 V
Leerlaufdrehzahl
N0 [Rpm] 6000÷1500
Leerlaufstrom
I0 [A] 5,22÷1,30
Nenndrehzahl
Nn [Rpm] 5980÷1480
Nenndrehmoment
Mn [Nm] 0,03
Nennstrom
In [A] 6,90÷1,72
Nennleistung
Pn [W] 18,80÷4,65
Abgebremstes Drehmoment
Ms [Nm] 8,90÷2,15
Anlaufstrom
Is [A] 495÷31
Max. Leistung
Pmax [W] 1392÷87
max Wirkungsgrad
ηmax [%] 77÷62

Der ist womöglich die beste Wahl - kennst Du ähnliche Modelle oder hast Empfehlungen zu Motoren, die man als Privatperson erwerben kann?
Es wäre natürlich auch praktisch, wenn ich das Zahnrad ohne Probleme auf die neue Motorwelle drauf bekomme.

Zu guter Letzt noch ein Foto von der Antriebsseite:



Viele Grüße und frohe Weihnachten!

Patrick

[hbquax]

Mir ist völlig schleierhaft, wieso da zwei Trapezmuttern verbaut sind und wie man auf die Idee kommen kann, eine 22x3 auf einer 16x3 Spindel zu verwenden...

[Rick88]

Mir ist völlig schleierhaft, wieso da zwei Trapezmuttern verbaut sind und wie man auf die Idee kommen kann, eine 22x3 auf einer 16x3 Spindel zu verwenden...

Mir auch aber ich habe nun beide Teile in Aktion gesehen und muss sagen:
Mit der 22er Mutter klappt es einfach besser.

Noch jemand Tipps zu einem stärkeren Motor wie dem m77p von Elvi? Den bekomme ich leider nirgends und ähnlichen Ersatz finde ich leider nicht (ja, ich bin auch schlecht im Suchen )

[Rao Shaheryar]

Acme lead screw assemblies are used to convert rotary motion into linear Acme screws are simple and effective and rely on sliding friction between the nut and the screw. So why are Helix Linear Acme lead screws a big driver of linear motion. We can also apply PTFE coating to our screws to further reduce friction.