Servo Steuern - Was braucht man

[Geistesblitz]

Ok, das bringt doch schonmal ein wenig Licht ins Dunkel
Gut, bei so einem Ventil wird es wahrscheinlich wichtig sein, dass er die Position nicht nur anfahren kann, sondern sie dann auch hält. Aus reinem Effizienzbewusstsein heraus würde mir da gleich irgendwas mit Schneckengetriebe in den Sinn kommen, da die im Stillstand selbsthemmend sind und daher keinen Strom zum Halten brauchen im Gegensatz zu Servos oder Schrittmotoren. Da für dich aber ein Selbstbau rausfällt, weiß ich dir jetzt erstmal auch nicht weiter zu helfen. Wär eigentlich ein idealer Einsatzort für PCB-Motoren, aber leider sind die noch weitestgehend in Entwicklung.

[Marko Miks]

Aus reinem Effizienzbewusstsein heraus würde mir da gleich irgendwas mit Schneckengetriebe in den Sinn kommen, da die im Stillstand selbsthemmend sind und daher keinen Strom zum Halten brauchen im Gegensatz zu Servos oder Schrittmotoren.

Zum Halten selber brauch ich beim Servo und Schrittmotor doch aber keinen Strom oder? Wenn das Ventil in Position ist werden da keine großen Kräft sein. Ist alles im Bereich der Mikrofluidics ohne größere Flussraten.

Willst Du mit der Bauform z.B. Eingang 3, dann 8, dann 4 verbinden willst , wird folgendes passieren
Eingang 3
Eingang 4
Eingang 5
Eingang 6
Eingang 7
Eingang 8
Eingang 7
Eingang 6
Eingang 5
Eingang 4

Das ist vollkommen in Ordnung. Die Öffnungen können überfahren weden. Ich meinte nur, dass es nicht immer in Reihenfolge laufen soll.

Wenn also an den nicht gewünschten Eingangen was ansteht, fließt das auch. Wenn man Ventile vorschaltet um das zu verhindern, dann kann das Drehventil auch wegfallen.Wobei die Abdichtung einer Zylinder Mantelfläche mit Unterbrechungen (Löcher) bei rotatorischer Bewegung die ungünstigste Variante überhaupt ist.
Da sich ja das Innenteil drehen muß, benötigt man eine Passung die ein minimales Spiel hat, da sind dann nur Medien mit entsprechend roßer Oberflächenspannung und niedrigen Drücken möglich, damit durch Kapilareffekt nicht einfach was von einem Eingang zum anderen fleißt.
Wenn da also Medien die zusammen in irgendeiner Form reagieren können drin sind wird es lustig (spätestens wenn mal ein paar µm Verschleiß vorhanden sind)
Ein Teflonteil, das sich mit entsprechend starkem Motor auch als Presspassung noch drehen läst, wie in dem Beispiel ist zwar eine Möglichkeit das Problem auf einen späteren Zeitpunkt zu verschieben, aber die prinzipielle Anfälligkeit bleibt bestehen.

Ich habe auch schon gesagt, das die zylindrische Form nicht gerade günstig für solch eine Anwendung ist, jedoch ist momentan noch keine andere Idee da. Das ganze soll später als Spritzguss hergestelltes Einwegventil werden (Motor fest verbaut und nur Ventil aufgesteckt etc als Einwegteil) bei der die Anwendungsdauer nicht allzulange ist und daher Verschleiß nicht das Problem sein sollte.

Daher ist das sehr große Thema welches noch überprüft werden muss, die Presspassung und das notwendige Drehmoment bei geeigneter Passung um herauszufinden wie stark ein Motor für die Anwendung dann sein muss.

Was wirklich nochmal hervorzuheben ist. Einige Eingangslöcher sollen nicht nur einfach angefahren, sondern mit einer definierten Gewschwindigkeit überfahren werden.

Merke jetzt erst gerade, dass das dadurch alles nochmal komplizierter wird

[oberallgeier]

Zum Halten selber brauch ich beim Servo und Schrittmotor doch aber keinen Strom oder ...

Die wenigen Servos die ich kenne brauchen schon etwas Strom auch beim Halten (sogar im Leerlauf), die Höhe hängt ziemlich vom jeweiligen Servo (Marke, Typ) ab. Soweit ich es weiß benötigen Schrittmotoren ebenfalls einen Ruhestrom, sonst hätten sie ja auch kein Haltemoment.

... Merke jetzt erst gerade, dass das dadurch alles nochmal komplizierter wird ...

Meist wird der Wald durch die vielen Bäume erstmal immer dunkler - bevors wieder heller wird (meistens . . .). Hier ist es so, dass beim Drehen des zylindrischen Kükens (D)eines Hahns (Anmerkung unten) doch einige Kraft benötigt wird. Damit fährt der Servo mit einem gewissen Schleppfehler in die Sollposition und dort braucht er dann doch mehr Strom als wenn er die Position lastlos anführe.

Anmerkung: Ein Hahn, auch ein Mehrweghahn mit Ausfluss aus dem Küken im Kükenzentrum ist nicht der Weisheit (sorry - nicht der Dichtheit) letzter Schluss. Ausserdem: viele (die meisten?) Hähne haben konische Küken; die brauchen mehr Drehmoment, sind aber üblicherweise dichter (wenn sie korrekt gebaut sind). Dabei wird das Küken oft durch ein Vorspannelement mit einer gewissen, geringen, elastischen Kraft in den Hahn gedrückt.

[Marko Miks]

Die wenigen Servos die ich kenne brauchen schon etwas Strom auch beim Halten (sogar im Leerlauf), die Höhe hängt ziemlich vom jeweiligen Servo (Marke, Typ) ab. Soweit ich es weiß benötigen Schrittmotoren ebenfalls einen Ruhestrom, sonst hätten sie ja auch kein Haltemoment.

Wie erwähnt sollte im Mikrofluidics Bereich glaube ich die Reibungskraft da ausreichen um eine Torsion des Kükens zu verhindern.

Meist wird der Wald durch die vielen Bäume erstmal immer dunkler - bevors wieder heller wird (meistens . . .). Hier ist es so, dass beim Drehen des zylindrischen Kükens (D)eines Hahns (Anmerkung unten) doch einige Kraft benötigt wird. Damit fährt der Servo mit einem gewissen Schleppfehler in die Sollposition und dort braucht er dann doch mehr Strom als wenn er die Position lastlos anführe.

Anmerkung: Ein Hahn, auch ein Mehrweghahn mit Ausfluss aus dem Küken im Kükenzentrum ist nicht der Weisheit (sorry - nicht der Dichtheit) letzter Schluss. Ausserdem: viele (die meisten?) Hähne haben konische Küken; die brauchen mehr Drehmoment, sind aber üblicherweise dichter (wenn sie korrekt gebaut sind). Dabei wird das Küken oft durch ein Vorspannelement mit einer gewissen, geringen, elastischen Kraft in den Hahn gedrückt.

Sehr schön gesagt .. Ich denke bevor ich mich an weitere Überlegungen zu dem Antrieb mache muss ich erstmal herausfinden, was für ein Drehmoment ich bei geeigneter Passung und Dichtheit aufwenden muss um das Küken eines Solchen Ventils zu drehen. Ist ja dann doch ein wichtiger Punkt, zusammen mit der variablen Geschwindigkeit und Grad genaue Positionierung.

Zu welchem Antrieb würdet ihr mir bis etzt denn raten wenn man sich das nun mal so anschaut? Ist natürlich alles schwer zu sagen ohne Angabe von Drehmoment etc.

Solch ein PCBMotor wie von Geistesblitz erwähnt sieht auch wirklich sehr passend aus.

[i_make_it]

Wie erwähnt sollte im Mikrofluidics Bereich glaube ich die Reibungskraft da ausreichen um eine Torsion des Kükens zu verhindern.

Genau gegen diese Reibungskraft muß der Motor ja ein Haltemoment aufbringen.
Je "elastischer" der Werkstoff ist, um so größer wird das Problem.
Bei Glas also fast gar nicht, aber bei Kunststoff recht groß.

Was Passiert?
Der Motor dreht los, durch die Haftreibung und elastische Verformung der Bauteile, bleiben zwei gedachte Punkte am drehenden und am festen Teil aber noch deckungsgleich.
Irgendwann wird der Drehwinkel so groß, das es zu einer Verdrehung zwichen den Teilen kommt, das ist dann das Losbrechmoment. Da die Gleitreibung niedriger ist als die Haftreibung lässt die elastische Verformung nach, eilt aber der Drehbewegung immer nach. kurz vor erreichen der Zielposition wird die Drehbewegung des Motors abgebremst und unterschreitet einen Wert, bei dem wieder Haftreibung auftritt. das letzte Stück bis zur Zielposition wird dann wieder durch elastische Verformung erreicht (darauf beruht z.B. der Stip Slick Effekt bei Pneumatik Zylindern). Dadurch muß der Motor ein Haltemoment aufbringen. Schaltet man aus wird es eine Rückstellung geben. Bei der Baugröße wie im Beispiel, wird das klein sein, ob man es vernachlässigen kann musst Du dann entscheiden.
Lösen tut man das ganze in dem mann die Rückstellung ermittelt und um den Betrag über das Ziel hinausfährt und dann zurück auf die Zielposition.
So wie beim Biegen von Blech, da biegt man abhängig von der Rückfederung auch weiter, damit dann nach dem Rückfedern der gewünschte Winkel vorhanden ist.

Bei einer C-Achse an einer 3D Laser Anlage hatte ich das Problem mal mit einer Schleifring Einheit, in der auch die Prozessgase, Spülgase für den Strahlengang und das Kühlwasser der Spiegel für endlose Drehung von der Z-Achse an die C-Achse übergeben wurden. Da hatte ich 200mm Durchmesser und acht Kolbendichtungen. Das hat in einer Rückstellung von 40' (0,66°) resultiert. Ich habe das dann mit einem aktiven Dämpfer in der Befestigung der feststehenden Buchse gelöst. Solange der Motor drehte wurde der Dämper aktiv auf Mittelstellung gehalten. sobald der Motor stand, wurde der Dämpfer weich und ließ ein Verdrehen von bis zu ±1,5° zu.

[Marko Miks]

Dadurch muß der Motor ein Haltemoment aufbringen. Schaltet man aus wird es eine Rückstellung geben. Bei der Baugröße wie im Beispiel, wird das klein sein, ob man es vernachlässigen kann musst Du dann entscheiden.

An die elastische Rückstellung habe ich dabei wirklich noch nicht gedacht, wie groß die sein wird und ob sie relevant wird werden dann Recherche und Tests ergeben. Danke für den Tipp..

Ich vermute die Stellgeschwindigkeit wird dabei ja ebenfalls eine Rolle spielen wie groß die Rückstellung ist. Bei ner Rückstellung von 0,66° wie bei dir werde ich keine Probleme haben

[i_make_it]

Ja die Geschwindigkeit ist ein Einflußfaktor bei der Reibung.
Wenn die Zuleitungen drucklos sind, hast Du vom Prinzip her ein hydrodynamisches Lager, mit Druck´auf den Zuleitungen ein hydrostatisches Lager.
Letzteres hat auch bei geringer Drehzahl eine reduzierte Reibung. Beim Hydrodynamischen Lager nimmt aber die Reibung ab einer Grenzgeschwindigkeit ab. (Den Effekt des dynamischen Auftriebs kennt man vom Aquaplaning und von Bodeneffekt Fahrzeugen)