Fahrstuhl Modellbau

[Fritz1987]

Liebe Community,

ich bin neu hier und habe sogleich eine Frage, bei der ihr mir vielleicht weiterhelfen könnt.
Vorab ich habe ein relativ geringes Vorwissen in diesem Gebiet.

Ich würde gerne einen Aufzug in dem Verhältnis 1/20 bauen.
Im Grunde genommen muss der Aufzug nichts können, außer hoch und runter zu fahren auf einer Distanz von mindestens 60cm.
Zwischenstops sind nicht erforderlich und wenn, dann können sie beliebig sein. Das Gewicht des Aufzugs beträgt nicht mehr als 1 1/2 kg.
Welche Motoren würdet ihr an meiner Stelle verwenden? Gibt es für mein Vorhaben eine Lösung, die relativ unkompliziert zu realisieren ist?

Könnt ihr mir weiterhelfen mein Projekt zu realisieren?
Vielen Dank schon mal für Rat und Zeit!
Liebe Grüße,

Fritz1987

[Ceos]

soll es ein realistisch anmutendes vorführmodell werden oder bist du da eher frei in der betriebsart?

[vohopri]

Könnt ihr mir weiterhelfen mein Projekt zu realisieren?

Aber sicher können wir dir weiterhelfen. Zeige einfach was du bisher ausgearbeitet hast. Beschreibe auch detailliert, wie du dir das Endprodukt deiner Bemühungen vorstellst. Zähle auf, welche Anforderungen du an die Funktion stellst.

Und vor allem sage, an welchem Teilschritt du gerade arbeitest und wie du das machst.

[Peter(TOO)]

Hallo Fritz1987.

Bei einfach nur rauf/runter und dieser Grösse, kann man das recht einfach bauen und am Endpunkt einfach den Motor abschalten, bzw. kurzschliessen.
Deine Kabine bleibt dann mit einem Ruck stehen.
Dies lässt sich mit zwei Endsachalter ausführen.

Aufwändiger wird es, wenn man, wie bei einem grossen Aufzug, zwei Fahrstufen werdet.
Dann braucht man 2 Endschalter, einer welcher die Fahrstufe umschaltet und einen an der genauen Position.
Den zweiten kann man theoretisch auch weglassen und das über die Zeit steuert. Dann bekommt man das Problem, dass, je nach Beladung, die Kabine auf einer etwas anderen Höhe hält.

Du solltest also zuerst das ganze etwas genauer definieren.

Die andere Frage ist, was du an Wissen mit bringst?
Die erste variante kann man mit ein paar Schaltern und Relais realisieren.

Die Zweite geht dann am Einfachsten mit, z.B. Arduino, dazu mass man aber programmieren können.
Der Spass kann aber auch darin liegen, mit diesem Projekt die Programmierung zu erlenen.

MfG Peter(TOO)

[Fritz1987]

Hallo Ceos!

Es kann sehr frei in der Betriebsart sein!
Liebe Grüße!

[vohopri]

Dann bist du ja sehr frei in der Gestaltung deiner Lösungen.

Die Elektronik ist ja recht einfach zu entwerfen, und falls du Fragen zu den mechanischen Details hast und mit wenig Kosten etwas zuverlässiges basteln möchtst, kannst du ja hier Anregungen finden:

https://www.roboternetz.de/community/threads/32683-Autonomes-Fahrzeug-abgeschlossenes-Projekt

(https://www.roboternetz.de/community/threads/18954-Vorstellung-Linearantrieb-im-Selbstbau)https://www.roboternetz.de/community/threads/18954-Vorstellung-Linearantrieb-im-Selbstbau


(https://www.roboternetz.de/community/threads/18954-Vorstellung-Linearantrieb-im-Selbstbau)

[H.A.R.R.Y.]

Hallo Fritz1987,

um Dir effizient zu helfen, müssten wir mal wissen von was Du wenig Vorwissen hast und von was Du schon richtig viel Ahnung hast:
Aufzüge?
Elektromotoren?
Modellbau?
Physik?

Worauf ich hinaus möchte:
Aufzüge haben ein Gegengewicht zur Kabine. Dieses ist auf Kabinengewicht plus halbe maximale Zuladung eingestellt. Der Antrieb muss also nicht das volle Kabinengewicht plus Ladung hochwuchten sondern lediglich maximal die halbe Zuladung. Am deftigsten ist die Motorlast nicht nur wenn die Kabine voll hochfährt sondern auch wenn sie leer runter fährt!
Um den Motor auszuwählen ist die Leistung das richtige Kriterium. Wie lange soll die Kabine benötigen um die 60cm zurückzulegen? (60cm x 20 = 12m im Vorbild) Und mit welcher Last (Gewicht) ist dabei zu rechnen?

Die Steuerung sollte grundsätzlich über Endabschalter verfügen (und zwar so, dass die Kabine auch bei Steuerungsausfall garantiert stehen bleibt). Die Ablauflogik kann dann von rein elektromechanisch (Motoren und Schalter) bis zu vollpomfortionöser Fernsteuerung per App / Netz gemacht werden.

Wie soll der Aufzug denn bedient werden? Per Knopfdruck? Per Schalter (rauf / stop / runter)? Vollautomatischer Zyklus (also abwechselnd runter / warten / rauf / warten ... - als Schaumodell für eine Ausstellung)?

Und was soll Dein Modellaufzug bieten? Eine einfache Technik um die Funktion aufzuzeigen oder ein Modell eines real existierenden Fabrikats mit allen Details? Da kommen dann noch Türantrieb, Bremse, Fangvorrichtung usw. dazu.

Gruß
H.A.R.R.Y.

[MechMac]

Hallo Fritz1987,
Worauf ich hinaus möchte:
Aufzüge haben ein Gegengewicht zur Kabine. Dieses ist auf Kabinengewicht plus halbe maximale Zuladung eingestellt.
Der Antrieb muss also nicht das volle Kabinengewicht plus Ladung

Kommt darauf an welche Antriebsart es denn sein soll. Ein Gegengewicht wird bei Treibscheibe eingesetzt.
Und das Gegengewicht ist nur einer der Parameter, denn Ziel ist, das die Treibfähigkeit gewährleistet ist.
Einflußfaktoren sind die Masse von der Kabine und vom Gegengewicht, die Anzahl der Seile,
der Treibscheibendurchmesser, der Seildurchmesser, der Umschlingungswinkel, der Rillenwinkel an der Treinscheibe, die Seillänge.
Technisch betrachtet, wenn das bei dem Modellaufzug hier überhaupt eine Rolle spielt, hängt der saubere Betrieb davon ab.
Wenn die Pressung auf das Seil an der Treibscheibe zu groß ist, kann es passieren das trotz aufsetzen des Gegengewichtes die Kabine weiter hochgezogen wird.
Oder anders herum das Gegengewicht.

Zusätzlich zum Kabinengewicht und Gewicht der Zuladung:
-Wenn es ein Trommelantrieb ist, spielen für die Maschine eine Rolle ob die Anlage 1:1 oder 2:1 gehängt ist und der Trommeldurchmesser.
-Kettenaufzüge werden auch 1:1 oder 2:1 gehangen, hier gibt es zwar ein Gewicht, aber das schimpft sich Kettenspanngewicht.

Fangvorrichtung gibt es nur bei Personenaufzügen, Aufzügen mit Personenbegleitung oder wenn betretbare Räume unter dem Schacht sind.
Kommt halt darauf an, was der TE vor hat.

[Manf]

Vielleicht ist hier eine Anregung dabei, (vielleicht gibt es ja auch einges davon schon fertig).

https://www.google.de/search?q=Fahrstuhl+Modellbau&client=firefox-b&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiMseb4187VAhVQKVAKHUDvD7wQ_AUICygC&biw=1395&bih=884

https://www.google.de/search?q=ELEVATOR+MODEL&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjN1oyI2M7VAhVOZVAKHS6AClMQ_AUICigB&biw=1395&bih=884

[Crintel]

Schauen Sie auf YouTube.Es muss etwas Interessantes zu diesem Thema sein

[Fritz1987]

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)]

Hallo Frieder,

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/grafiken15/polwender-2-2.jpg
Die Relais-Schaltung mit Endschaltern: https://www.roboternetz.de/community/attachment.php?attachmentid=31757&d=1467562602

Zeitsteuerung mit CD4060: https://www.engineersgarage.com/sites/default/files/styles/normalimages/public/circuitdiagram/kitchen-timer.jpg?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/uploads/2013/04/CD-4060-TIMER.png

MfG Peter(TOO)

[H.A.R.R.Y.]

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_ausgaben/ftpedia-2011-1.pdf
https://www.ftcommunity.de/ftpedia_ausgaben/ftpedia-2011-2.pdf
(https://www.ftcommunity.de/ftpedia_ausgaben/ftpedia-2011-2.pdf)https://www.ftcommunity.de/ftpedia_ausgaben/ftpedia-2011-3.pdf
https://www.ftcommunity.de/ftpedia_ausgaben/ftpedia-2011-4.pdf

Gruß
H.A.R.R.Y.

[Peter(TOO)]

Hallo H.A.R.R.Y.,

c) Jeder IO-Port kennt drei mögliche Zustände: Input, Output, Kaputt
Deshalb nennt man sie auch Tristate!

MfG Peter(TOO)