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Thema: Kugellager, Welle, Motor für Seilwinde ca 5-10kg Zugkraft gesucht

  1. #1
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    Kugellager, Welle, Motor für Seilwinde ca 5-10kg Zugkraft gesucht

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    Hallo an alle Forumsmitglieder,

    bin ganz neu hier und wurde durchs Netz auf dieses Forum aufmerksam.

    Ich möchte mir eine Seilwinde bauen die ca 5-10kg Zugkraft aushalten kann.
    Dabei dachte ich an eine Stahlwelle auf die ich Kugellager stecken kann wobei dann die Kugellager wieder zu befestigen wären.

    Jetzt weiß ich
    a) nicht welche Größe der Rundstahl (z.B. 8-10mm )und dann das Kugellager haben muss damit es zum Schluss auch fest sitzt.

    dann benötige ich noch einen langsam laufenden Motor bzw. einen den ich via Arduino sauber steuern kann. am besten ein Motor im Bereich bis 24V-DC

    Oder sollte ich das ganze aus Kunststoff bauen?

    Gibt es evtl. einen shop der die solche Bauteile anbietet.
    Fertige Seilwindenlösungen sah ich im Netz und bei ebay, aber die sind meist zu klein und für andere leichtere Zwecke gefertigt

    Viele Grüße

    Jürgen

  2. #2
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    Hallo und Willkomen,

    also 10kg sind rund 100N Zugkraft.

    Bei einer Seilwinde, wird ja ein Seil auf eine Winde aufgewickelt.
    Also sind die ersten Fragen.
    Wie lang ist das Seil?
    Wie dick ist das Seil?
    Und wie steif ist das Seil (Drahtseil, Angelschnur, etc.)?
    Wie schnell soll gewunden werden (wiel viel cm Seil pro Sekunde oder Meter pro Minute)?
    Wie oft pro Tag soll die Winde betätigt werden?
    Und wie viele Tage iim Jahr genutzt werden?

    Daraus ergeben sich ein paar Anforderungen für die Abmessungen der Winde und deren Verschleißfestigkeit und damit den Werkstoff und die Ausführung.

    Welches Trägeitsbiegemoment da auftritt, kann man erst danach berechnen und damit auch erst welchen Wellendurchmesser bei welchem Werkstoff und was für Lager.

  3. #3
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    Zitat Zitat von i_make_it Beitrag anzeigen
    Hallo und Willkomen,

    also 10kg sind rund 100N Zugkraft.

    Bei einer Seilwinde, wird ja ein Seil auf eine Winde aufgewickelt.
    Also sind die ersten Fragen.
    Wie lang ist das Seil?
    Wie dick ist das Seil?
    Und wie steif ist das Seil (Drahtseil, Angelschnur, etc.)?
    Wie schnell soll gewunden werden (wiel viel cm Seil pro Sekunde oder Meter pro Minute)?
    Wie oft pro Tag soll die Winde betätigt werden?
    Und wie viele Tage iim Jahr genutzt werden?

    Daraus ergeben sich ein paar Anforderungen für die Abmessungen der Winde und deren Verschleißfestigkeit und damit den Werkstoff und die Ausführung.

    Welches Trägeitsbiegemoment da auftritt, kann man erst danach berechnen und damit auch erst welchen Wellendurchmesser bei welchem Werkstoff und was für Lager.
    Hallo
    erstmal vielen Dank für die schnelle Hilfe
    hier meine Daten für Dich

    Wie lang ist das Seil? = ca 120cm
    Wie dick ist das Seil? = egal, kann auch eine dünne Angelschnur sein, nicht zu dick und zu steif wie ein Drahtseil wäre von Vorteil damit die Spule so klein als Möglich gehalten werden kann
    Und wie steif ist das Seil = siehe Antwort zuvor
    Wie schnell soll gewunden werden= langsam = ca 1cm /1-3 Sekunden Grund: damit ich es besser via Arduino-Steuerung(Abstandsmessung etc.) kontrollieren kann
    Wie oft pro Tag soll die Winde betätigt werden? = max 1 mal/Tag und max 2-3 mal/Woche
    Und wie viele Tage im Jahr genutzt werden? = max 100 mal/Jahr

    Danke schonmal
    Grüße Jürgen

    die Länge der Welle soll ca 25-28 cm lang sein, auf dieser sollen zwei Spulen sitzen...und ein Motor der die Welle antreibt

    Die last ist ein Aluminiumblock in der Größe von ca 80cmx25cm (LxB) der Block wiegt ca 8 Kg.
    Dabei werden 2 wellen und somit 2 Motoren benötigt. an jedem Ende des Blocks also eine Welle mit 2 Spulen.
    Somit hängt der Block an 4 Seilen/Angelschnüre. wobei dann jeder Motar ca. 4Kg Plus Anlaufkraft heben muß..
    ein Seil wiederum muss dann ca. 2 Kg plus Anlaufkraft aushalten.
    Angehängte Grafiken Angehängte Grafiken

  4. #4
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    Bei 1,2m und 1cm Windendurchmesser, sind das 38 Windungen wenn die Schnur aufgewickelt ist.
    Wenn man mal von 1,5mm Schnurdurchmesser ausgeht, bleibt man bei der Breite der Winde bei unter 58mm.
    Ein 10mm Rundstahl aus Baustahl der mit 60mm Lagerabstand abgefangen wird, kann schon 10kg ab.
    Wenn man ein Stück Silberstahl (Silberstahlwelle) nimmt hat man schon das passende Maß für Lager und die zusätzliche Festigkeit erhöht die Biegesteifigkeit.

    Um Lager axial zu fixieren ohne Zugriff auf eine Drehbank wir das etwas kniffelig.

    Mit 10mm Stopringen und umgeschliffenen Metallsägeblättern, kann man aber Einstiche für Wellensicherungsringe herstellen.

  5. #5
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    Zitat Zitat von i_make_it Beitrag anzeigen
    Bei 1,2m und 1cm Windendurchmesser, sind das 38 Windungen wenn die Schnur aufgewickelt ist.
    Wenn man mal von 1,5mm Schnurdurchmesser ausgeht, bleibt man bei der Breite der Winde bei unter 58mm.
    Ein 10mm Rundstahl aus Baustahl der mit 60mm Lagerabstand abgefangen wird, kann schon 10kg ab.
    Wenn man ein Stück Silberstahl (Silberstahlwelle) nimmt hat man schon das passende Maß für Lager und die zusätzliche Festigkeit erhöht die Biegesteifigkeit.

    Um Lager axial zu fixieren ohne Zugriff auf eine Drehbank wir das etwas kniffelig.

    Mit 10mm Stopringen und umgeschliffenen Metallsägeblättern, kann man aber Einstiche für Wellensicherungsringe herstellen.
    Ok.. laut dieser seite
    http://www.simfisch.de/monofile-ange...kraft-tabelle/
    wenn ich zumindest eine Angelschnur nehme, dann habe ich bei 0,4mm Durchmesser der Schnur eine Tragkraft von ~ 14kg.
    da ich die Last von ~ 10Kg auf 4 Rollen und 4 Schnüre aufteile müsste das ausreichen
    so meine laienhafte Schlußfolgerung

    du schreibst ===> "bleibt man bei der Breite der Winde bei unter 58mm"
    was meinst du damit? Länge der Welle

    aha.. sofern ich jetzt kapiert habe meinst Du
    eine 28cm lange Welle mit 1 cm Ducrhmesser aus Baustahl müsste alle 60mm mit Lagern und Stützen abgefangen werden damit sie die 10kg verträgt
    ok... wenn dem so ist dann habe ich es begriffen

    Die finale Frage lautet nun
    Wenn ich einen 10mm Rundstahl habe welchen Innendurchmesser muß dann ein Kugellager haben...
    ich glaube die haben so eine krumme Zahl von 9,953mm kann das in etwa sein?

    wenn ja, wie bekomme ich dann so ein Lager auf die Welle?
    reicht es wenn ich die Welle eine Nacht ins Gefrierfach lege und das Lager vor dem darüberstreifen mit dem Heisluftföhn erhitze?

  6. #6
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    Wenn man eine Schnur auf einen Stab mit 10mm Durchmesser aufwickelt dann bekommt man pro Wicklung mindestens 3,14cm aufgewickelt.
    (Tatsächlich muß man den Umfang für D= die 10mm Stabdurchmesser plus den Durchmesser der Schnur berechnen, damit man die neutrale Faser bekommt).
    Für eine 1,2m lange Schnur braucht man also 38 Windungen.
    Wenn die Schnur einen Durchmesser von 0,4mm hat, hat man also 38 * 0,4mm = 15,2mm (Bei einem Schnurdurchmesser von 1,5mm halt 58mm)

    Lager haben Passungen
    https://de.wikipedia.org/wiki/Passungssystem
    Neben Freimaßen (Allgemeintolernzen)
    https://de.wikipedia.org/wiki/Tolera..._nach_ISO_2768
    gibt es Passungen für besondere Anforderungen wie z.B. Lagersitze.

    Silberstahlwellen werden üblicherweise geschliffen und poliert mit Passung h9 verkauft.
    10h9 liegt dann zwichen 9,964mm und 10,0mm.
    https://www.mertens-stahl.de/media/S...leranzen_1.pdf

    Als Suchbegriff einfach mal "Einheitswelle" in der Google Bildersuche eingeben.

    Mit "Welle kühlen" und Lager erhitzen" bekommt man eine Presspassung. Da kann es passieren, das sich das Lager später nicht mehr leicht dreht und kaputt geht. Runter bekommst Du es dann auch nicht mehr so ohne weiteres.

    Besser ist mit Polierpaste und feinem Schleifpapier die Welle abzuschleifen.
    Das kann man allerdings nicht nach Gefühl machen.
    Mit einem Mikrometer (Bügelmeßschraube) für 0-25mm kannst Du das aber messen.
    Es reicht eine Handbohrmaschine (am besten mit rechts-links Lauf und Stufenloser Drehzahlverstellung) mit einem Bohrständer oder einem 43mm Bohrmaschinenhalter für die Tischkante.
    Bis 12mm (12,5mm) kannst Du da Rundteile einspannen und das als Minidrehbank mit Feile, Schleifpapier oder Sägeblatt (Einstische) benutzen.
    Geändert von i_make_it (12.03.2018 um 05:49 Uhr)

  7. #7
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    Zitat Zitat von i_make_it Beitrag anzeigen
    Besser eist mit Polierpaste und feinem Schleifpapier die Welle abzuschleifen.
    Das kann man allerdings nicht nach Gefühl machen.
    Mit einem Mikrometer (Bügelmeßschraube) für 0-25mm kannst Du das aber messen.
    Es reicht eine Handbohrmaschine (am besten mit rechts-links Lauf und Stufenloser Drehzahlverstellung) mit einem Bohrständer oder einem 43mm Bohrmschinenhalter für die Tischkante.
    Bis 12mm (12,5mm) kannst Du da Rundteile einspannen und das als Minidrehbank mit Feile, Schleifpapier oder Sägeblatt (Einstische) benutzen.
    super, bin eh gerade beim Bestellen, auch bei Reichelt da kann ich so ein Micrometer gleich mit einpacken... so ein einfaches fur 14,-€ müsste ja reichen
    alles andere habe ich Zuhause

    Danke!

  8. #8
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    Ein einfaches Mikrometer geht.

    was man wissen muß, ist das Passungen auf 0,000 mm Genau angegeben werden und ein Micrometer auf 0,00 mm genau anzeigt.
    Dann gibt es im Mikrometer eine Rutschkupplung, nur wenn ma nan dieser langsam dreht, wird die Messkraft immer gleich sein.
    Dreht man schnell, wird die Messkraft zu groß, da die Massenträgheit die Spindel in paar Grad weiterdrehen lässt.
    Dreht man ohne Rutschkuplung hat man kein reproduzierbares Messergebeniss und misst mal mit zu großer, mal mit zu kleiner Kraft.

    Ein Paar Erklärungen gibts hier:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Messschraube

    Da die Messtrommel (mit der 1/100 mm Teilung) einen größeren Durchmesser hat als die Messhülse (mit der 0,5mm Teilung), besteht das Risiko von Parallaxenfehlern (scheb gugge).
    https://de.wikipedia.org/wiki/Parallaxenfehler

    Und der feinste Staub auf den Messflächen oder dem Messobjekt ergeben ein zu großes Messergebeniss.
    Also vor jeder Messung alles immer gut mit enem fusselfreien Tuch (Papiertaschentuch geht) sauber wischen.

    Vor jeder Benutzung (wen ndas Mikrometer mal ein paar tage gelegen hat, erst mal temperieren lassen (Werkstück und Messgerät sollte in etwa gleich warm sein).
    Und einmal eine Nullmessung machen. Die Messtrommel sollte mit dem Strich der Messhülse bei 0,00mm übereinstimmen.
    Bei größeren Micrometern ist ein sogenanntes Endmaß mit dem Kliensten Messwert vorhanden um diese Überprüfung durchführen zu können.
    Niemals das Micromter mit zusammengedrehten Messflächen liegen lassen.
    Die Messflächen sind geläppt, dadurch ist die Oberfläche so glatt, das die Flächen durch Adhäsion aneinander haften bleiben. Bei längerem Liegen in diesem Zustand führt das zu Kaltverschweißung.
    Zur Pflege geht Nähmaschinenöl, da das nicht verharzt und die Messkraft nicht durch höhere Reibung verändert.

    Wenn man ein Lager auf so einer Welle festlegen will, kann man einen Stopring nehmen und sich eine Messingschraube besorgen um die Schrauber des Stoprings zu ersetzten Die Orginalschraube zerkatzt die Oberfläche der Welle und macht sie unbrauchbar.
    Man setzt den Stopring auf die Welle und daneben ein Lager.
    Das ganze spannt man ins Bohrfutter, ggf. mit etwas dünnem Messingblech (geschlitztes Rohrstück) um die Oberfläche der Welle vor den Spannbacken zu schützen.

    Wellensicherungsringe haben eine Breite, die man ggf. auch mit dem Micrometer nachmessen kann.
    Um einen Einstich in die Welle zu bekommen, holt man sich eine Pucksäge oder Metallbügelsäge.
    Die Zähne der Sägeblätter sind geschränkt oder gewellt.
    Mit einem Schleifdorn für die Bohrmaschine kann man so ein Sägeblatt vorsichtig dünner schleifen bis man minimal breiter als der Sicherungsring ist.
    Dann mit Der Säge genau am Lager vorbei in die sich drehende Welle sägen.
    Die Tiefe des Einstichs ist etwas kniffelig, da man die nur schwer messen kann.
    Es gibt Meßschieber mit Tiefenmesser, aber die sind in der Regel zu dick.
    eine Nähnadel in den Einstich stellen und die Länge vom Ausßendurchmesser der Welle aus messen und dann einmal die Länge der Nadel so und man kann die Tiefe ausrechnen.
    Zwei mal die Tiefe vom Wellendurchmesser abziehen und mann hat den Duchmesser des Einstichs.
    Dieser sollte minimal kleiner oder größer als der Innendurchmesser vom Sicherungsring sein.

    Mit zwei dickeren Nadeln einem Holzstück und einer Zange kann man so einen Ring spreizen um ihn über die Welle bis zum Einstich zu bekommen.
    Als Spezialwerkzeug gibt es so genannte Seegerring Zangen.
    so was:
    https://www.conrad.de/de/seegeringza...36-812236.html
    oder professioneller für deutlich mehr Geld.

    Hat man den ersten Sicherungsring drin, kommt das Lager press drann und man sägt auf der anderne Seite vom Lager den nächsten Einstich.
    Das Lager das man zum Sägen nutzt, sollte man wegen der anfallenden Späne nicht mehr als Lager sondern nur noch als Anschlag nutzen.
    Also nach dem zweiten Einstich, das Lager runter und ein neues Lager aufschieben.
    Macht man so was öfters, dann kann man die Sägeblätter für die verschiedenen Breiten beschriften und kommt so zu einem Werkzeugsatz.

    Man kann sich auch aus einer Drechselbank für Handbohrmaschinen und einem Proxonkreutztisch eine richtige Drehbank für kleine Teile bauen. da kann man dann auch kleiner Arbeiten richtig professionell ausführen. Kommt halt drauf an wie oft man sowas braucht und welches Budget man hat. für die meisten ist eine Drehbank ab 800€ zu teuer und man braucht sie zu selten.
    Geändert von i_make_it (12.03.2018 um 11:50 Uhr)

  9. #9
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    Besser ist mit Polierpaste und feinem Schleifpapier die Welle abzuschleifen.
    Das kann man allerdings nicht nach Gefühl machen.
    Mit einem Mikrometer (Bügelmeßschraube) für 0-25mm kannst Du das aber messen.
    Es reicht eine Handbohrmaschine (am besten mit rechts-links Lauf und Stufenloser Drehzahlverstellung) mit einem Bohrständer oder einem 43mm Bohrmaschinenhalter für die Tischkante.
    Bis 12mm (12,5mm) kannst Du da Rundteile einspannen und das als Minidrehbank mit Feile, Schleifpapier oder Sägeblatt (Einstische) benutzen.
    Hallo,

    habe mir jetzt ein paar Sachen auch Dank deiner Hilfe heraus gesucht.
    Die Schnur ist nun klar.
    - Als Motor möchte ich den MG995 360 Grad nehmen der macht 15kg
    - Adapterflansche https://de.aliexpress.com/item/5-x-2...RoC-d4QAvD_BwE

    Da ich ja den Block mit 4 Seilen heben möchte wobei 2 Seile an einer Welle mit Spule hängen
    stellt sich für mich die Frage was nun leichter ist
    2 Motoren die die beiden Wellen antreiben dabei aber ziemlich synchron laufen müssten
    oder aber ich verbinde die beiden Wellen mit Zahnriemen
    Die Wellen stehen ca 40 - 70 cm (40cm wäre minimum und 70cm maximum)
    ich dachte hier an so ein Zahnriemenrad
    https://de.aliexpress.com/item/Frees...023431985.html

    ich glaube ich müsste da einen 6mm Riemen nehmen... wobei die Spezifikation glaube ich T25 wäre oder?

    Jetzt stelle ich mir die Frage was einfacher ist... 2 Motoren synchron oder Zahnriemantrieb?

    wäre da nicht der Zahnriemen recht steif?

    was würdest Du machen um es zu vereinfachen?

    edit: im Anhang zwei Varianten einmal mit je einem Motor die jedoch 100% synchron laufen müssen oder mit einem Zahnriemenantrieb und einem Motor
    Angehängte Grafiken Angehängte Grafiken
    Geändert von selfmade01 (13.03.2018 um 10:20 Uhr)

  10. #10
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    Bevor ich das beantworte, noch mal ein paar Fragen.
    5-10 kg sind ja schon etwas Gewicht.
    Vier Aufhängungen mit Abständen von 40-70cm sowie 1,2m Seillänge sind auch ordentliche Abmessungen.
    Sollte das ein Heimkino Beamer System werden und das Ding kommt runter bis auf unter 2,1 Meter,
    dann sollte es auf jeden Fall ein Schneckenantrieb sein. Denn wenn jemand im Fehlerfall
    (Zahnriemen reißt, 10kg mit der Fallbeschleunigung von 0,5 oder mehr Meter ungebremst auf den Kopf bekommt,
    gibt das unter Umständen nicht nur eine Beule.
    Auch sollte dann eine zusätzliche Fallsicherung eingebaut werden.
    Üblicherweise sind das Fangriemen, die minimal langer als der zulässige Weg sind.
    Selbst bei einem Seilriss der Zugseile wird damit ein Komplettabsturz verhindert.
    Die Befestigung muß natürlich ebenfalls dem auftretenden Fangstoß Standhalten.

    Zahnriemen geht, wenn sich unter der schwebenden Last niemals eine Person befinden kann.
    Allerdings sind Zahnriemen elastisch, was bei schnellem Abbremsen unter Last zu einem kurzen Schrägziehen führen kann. und ggf. zum Springen des Riemens im Rad.
    deshalb sollte der Umschlingungswinkel größer als 180° sein, damit das Risiko des Springens der Verzahnung minimiert wird.

    Mehrere Direktantriebe müsste man mit Meßsystemen synchonisieren.
    In der Industrie wird eine solche Regelung auch "digitale Königswelle" genannt.

    Mit Schneckengetrieben deren Schnecken auf auf einer gemeinsamen Welle angebracht sind, hat man eine Königswelle und eine Selbsthemmung.
    Dei Welle muß entsprechend torsionssteif sein, damit es nicht zum Schrägziehen kommt.

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