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Thema: Richtiger Motor für Bettantrieb

  1. #1

    Idee Richtiger Motor für Bettantrieb

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    Hallo zusammen
    Ich bin auf der Suche nach einem geeigneten Elektromotor mit Getriebe, könnt Ihr einem planlosen Jungerfinder bitte erklären wie man sowas richtig angeht und wo man sowas findet.
    Folgende Anforderungen habe ich mir überlegt:
    1. Transformatoranschluss an Netzspannung 220V AC (keine Batterie)
    2. Motorleistung 12VDC - 5V DC (USB Anschluss)
    3. Falls möglich Motor inkl. Transformator oder Steckeranschluss
    4. Drehzahl langsam & regelbar 30 - 120 rpm
    5. Falls möglich inkl. Steuergerät für Ein / Aus und Geschwindigkeit (am liebsten Bluetooth)
    6. Sehr leise 20-30db: Wird im Schlafbereich eingesetzt
    7. Einsatzdauer: ca. 1h / Tag
    8. Antrieb / Getriebe 90° zur Motorachse (geringe Einbauhöhe) oder kurzer Motor
    9. Gewisse Stabilität / Lebensdauer, treibt eine Unwucht an
    10. Kostengünstig für Serienproduktion (erstmal 20 Stück)
    Ich weiss das alles wird es vermutlich nicht in einem geben (Transformator, Steuergerät, usw.) hoffe aber man kann etwas mit meinen Angaben anfangen und bin euch sehr Dankbar für eure Unterstützung.

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Man muss zuerst wissen welches Drehmoment benötigt wird, damit wählt man den passenden Motor (mit Leistung in W und nicht in V). Wenn man das weiß muss man die restlichen Komponenten wählen (Versorgung, Steuerung,...). Und das es soetwas fertig gibt (Trafo mit Motor und Steuerung in der passenden Leistung) bezweifle ich.
    Die Steuerung ist aber auch nicht sehr kompliziert, ein Controller der die Daten entgegen nimmt und dementsprechend über einen passenden Mosfet den Motor antreibt. Ein Mosfet reicht, da du nur eine Richtung benötigst. Das Gewicht sollte eigens gelagert werden und über eine Kupplung mit dem Motor verbunden sein.

    MfG Hannes

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    .. Richtiger Motor für Bettantrieb .. Ich bin auf der Suche nach einem geeigneten Elektromotor mit Getriebe ..
    Wie wärs mal im Möbel-/Bettengeschäft so was anzusehen und den Verkäufer Löcher in den Bauch zu fragen? Ich hatte mal beim Suchen nach Kleinmöbel bei XX.. so ein elektrisches Bett (Chinaware ! ! 250 Steine ! !) gesehen und interessehalber dies und das gefragt. Bekam sehr freigiebig Antwort!


    NICHT LESEN : die 7500 sind voll *gg* - für nen Nerd ganz schön viel
    Ciao sagt der JoeamBerg

  4. #4
    Vielen Dank Hannes und Oberallgeier
    Das mit dem Drehmoment und der Leistung ist so ne Sache wie ermittle ich das?
    Ich habe ein Bettgestell, samt Matratze, Person und Bettwäsche ca. 150 kg auf einer Fläche von 2m2
    Dieses Bett habe ich aufgehängt gelagert (kaum Wiederstand) und möchte es nun mit einem Unwucht-Motor in Schwingen bringen ca in einem Radius von 2cm mit ca. 1 Mal pro Sekunde (leichtes Schaukeln)
    Es muss aber natürlich nicht in der ersten Sekunde anfangen zu schwingen, sondern kann sich langsam aufschaukeln.
    Kupplung ist vermutlich eine gute Idee, da das Motorgehäuse am Bett befestigt und die Unwucht übertragen soll ist es aber wichtig, dass die Kupplung die Unwucht nicht schluckt?

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    .. Das mit dem Drehmoment und der Leistung ist so ne Sache .. ein Bettgestell .. ca. 150 kg .. mit einem Unwucht-Motor in Schwingen bringen ..
    DAS ist ja nun ne etwas andere Darstellung als anfangs. Gut, im Eingangspost steht etwas von ".. treibt eine Unwucht an ..", das hatte mich schon stutzen lassen.

    Schwingen mit Unwuchtmotor wird allgemein mit einem schwingungsfähigen Gebilde gemacht. Sprich: der Motor fährt dann mit der Resonanzdrehzahl des gesamten Aufbaus. So etwas hatte ich - als Maschine - mal ausgelegt. Da gibts ne einfache Differentialrechnung mit der aus bekannten Eingangsgrößen Pendelweite, Pendellänge und so berechenbar sind.

    Willst Du nicht eher/vermutlich das Ganze so in einer Art "Wiege" zwangsweise steuern - also keine Schwingung (im physikalischen Sinn) erzeugen sondern eben ein Schaukeln oder Wiegen (nicht Wägen! *gg*).

    .. in einem Radius von 2cm mit ca. 1 Mal pro Sekunde (leichtes Schaukeln) .. kann sich langsam aufschaukeln ..
    Müsste mir das jetzt klar sein, wie das abläuft? Auch diese Passage ("aufschaukeln") klingt irgendwie nach Schwingung - dazu dann siehe oben.

    .. Das mit dem Drehmoment und der Leistung ist so ne Sache wie ermittle ich das? ..
    Zeichnung machen. Gewichte eintragen. Momente aus Verschiebung, Beschleunigung etc errechnen. Dann kriegt man das raus. Also so wie das Hannes beschrieben hat. Du willst aber von uns vermutlich die ganze Konstruktionsaufgabe gelöst haben, weil die ja Grundlage des Antriebs ist.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  6. #6
    Lieber Oberallgeier
    Resonanzdrehzahl klingt interessant, habe das mal gegoogelt, geht sehr um Verbrennungsmotoren, wo finde ich denn so eine Differentialrechnung?
    Grundsätzlich ist mir egal ob es Schwingt oder Schaukelt. Da ich das Ganze aber ohne Fixpunkt aufbauen möchte von dem aus das Bett angestossen / gezogen wird habe ich an einen Unwucht-Motor gedacht der das Bett langsam in Schwingung bringt. Ich habe auch bereits einen Prototyp mit einem Deckenventilator und nur einem Flügel erfolgreich gebaut. Nun geht es darum das Ganze in Serientaugliche Dimensionen zu bringen.

    Anbei eine Skizze, hoffe das hat geklappt
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  7. #7
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    Dein Bett kannst du erstmal als Pendel betrachten, die Eigenfrequenz für den ungedämpften Fall beträgt
    w_0 = sqrt(l/g)

    l ist die Länge deiner Aufhängung (2,05 m)
    g ist die Gravitationskonstante (9,81 m/s^2)

    Mit dieser Frequenz sollte dein Exzenter drehen, um das Bett zum Schwingen zu bringen.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    .. Anbei eine Skizze, hoffe das hat geklappt
    Ja, das ist prima verständlich.

    .. geht sehr um Verbrennungsmotoren, wo finde ich denn so eine Differentialrechnung? ..
    Oooch, mit solchen Rechnungen kann man allerhand berechnen. Und bitte, nicht böse sein über diese Bemerkung: wenn Du die Rechnung irgendwo "finden" möchtest, dann rate ich Dir eher: fang lieber nicht damit an.

    .. Da ich das Ganze aber ohne Fixpunkt aufbauen möchte von dem aus das Bett angestossen / gezogen wird habe ich an einen Unwucht-Motor gedacht der das Bett langsam in Schwingung bringt ..
    Ich weiß nicht wie ich das jetzt schnell und einfach erklären kann warum ich denke dass es mit nem Unwuchtmotor nicht so richtig geht (Stichwort: sehr geringe Frequenz, relativ große, schwingende Masse).

    Vielleicht kann der Ansatz Kinderschaukel helfen:
    Setzt euch zu zweit auf ne Kinderschaukel. Die hält vermutlich das Gewicht aus - und das dürften dann in der Gegend von Deinen hundertfünfzig Kilo sein. Auch die Aufhängung der Kinderschaukel wird mit zwei Meter etwa hinkommen. Jetzt noch ein Seil - mässig starke Schnur wird reichen - am nächsten Baum oder Hering (Zeltnagel) in zwei Meter Entfernung oder so festbinden. Schnur in die Hand nehmen - möglichst mit ner Zugwage *gg*. Wenn Du jetzt Deine Schaukel-/Schwingbewegung haben willst, dann ziehst Du mal entsprechend an dieser Schnur und lässt wieder los. So kannst Du leicht die benötigte Kraft messen und die sich selbst einstellende Schaukelfrequenz. Vermutlich dürfte da ein Scheibenwischermotor reichen (ob dessen Lautstärke Dir leise genug ist ?) . Vermutlich wird für 5 mm Auslenkung vom Nullpunkt (Ruhelage) eine Kraft von ca. 40 N ausreichen. Jetzt wüsstest Du wie Du das Bett mit Person nach EINER Richtung auslenken kannst - einfach Schnur aufwickeln. Zum Zurückschwingen müsstest Du den Seilwickel halt schnell abspulen. Frequenz : siehe Teststand Kinderschaukel.

    Mit einer hin- und herziehenden Schnur könnte eine Schaukelbewegung in dem von Dir angedachten Bereich (Drehzahl langsam & regelbar 30 - 120 rpm) möglich werden. Aber Du willst ja diesen Lösungsweg nicht nehmen.

    .. Sehr leise 20-30db: Wird im Schlafbereich eingesetzt ..
    Vielleicht schaust Du mal unter dem Begriff Hörschwelle nach ?

    .. Ich habe auch bereits einen Prototyp mit einem Deckenventilator und nur einem Flügel erfolgreich gebaut ..
    Damit kommst Du auf 1,5 bis 1 Hertz? Dann wäre das doch schon Deine Lösung. Jetzt noch ne Drehzahlmöglichkeit für den Ventilator . . .

    Alle Angaben ohne Gewähr.
    Geändert von oberallgeier (18.10.2017 um 19:41 Uhr) Grund: ohne Gewähr
    Ciao sagt der JoeamBerg

  9. #9
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    Gross rechnen musst du gar nicht.
    Gib dem Bett einen Stoss und messe die Pendeleigenfrequenz.
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Bei Verwendung von Schutzkleinspannung würde ich als Motorbauart nach einem bürstenlosen Gleichspannungsmotor mit Hall sensor (brushless DC with hall sensor) suchen. Es gibt Motoren mit eingebautem Regler, der will oft eine Gleichspannung als Drehzahlvorgabe haben. Ob es etwas mit USB gibt weiss ich nicht.
    Du kannst mal bei Maxon oder Faulhaber suchen, was die anbieten, alternativ bei aliexpress oder ähnlich.
    Für größere Serien wäre wahrscheinlich ein Motor für 230V AC sinnvoller, das spart den teuren Trafo. In diesem Fall würde ich eher nach einem Spaltpolmotor suchen. Da wäre aber noch eine Drehzahlregelung zuzurüsten.
    Kritisch bei dem Konzept ist die relativ geringe Drehzahl der Motoren, die durch eine Regelung gehalten werden muss und die Lagerbelastung durch die angebaute Unwucht. Außerdem ist die Amplitude der Pendelschwingung recht unbestimmt, da sollte man sich überlegen, was alles passieren kann, wenn sich das wirklich hochschaukelt.

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