Hallo,
ich bin auf der Suche nach einer alternativen Methode, kompakte Linearaktoren zu konstruieren.
Für meine Anwendung existieren auf dem Planet Erde noch keine geeigneten Bauteile oder Module, die auf Pneumatik, Hydraulik, oder Solenoide setzen.
Es geht nämlich, nochmal kurz zusammengefasst um folgende Anforderungen:
5 Hz Hubfrequenz @ 4N Haltekraft @ 1cm maximalen Durchmessers des Modules und 8mm hub!
Was bisher geschah:
Ich wurde von Leuten aus diesem Forum auf Rollmembrane verwiesen, um das Problem hydraulisch oder pneumatisch zu lösen.
Habe dann entsprechend die Firmen kontaktiert, die sowas herstellen. Mein Vorschlag war es, die Rollmembrane einfachwirkend einzusetzen.
Jedoch wurde mir gesagt, dass die 5Hz Hubfrequenz nicht realisierbar sind. Ich habe noch nicht nachgehakt, ob ein doppeltwirkendes Modul das Frequenzproblem löst,
allerdings ist ein doppeltwirkendes Design des Moduls, sodass es noch kompakt bleibt, sehr umständlich. Denn das Modul soll dabei stets dünn und axial sein, also nicht in die Breite gehen.
Dazu muss man die beiden Teilmodule, die das doppeltwirkende Gesamtmodul bilden, axial zueinander ausrichten. Es ragen dann entsprechend Schläuche am oberen und am unteren Ende in die Teilmodule rein.
Auf diese Weise kann man die Kraft des Kolbens nicht axial abnehmen (weil der Kolben dann ja durch den Schlauch am unteren Ende durchstechen müsste), sondern müsste die irgendwie seitlich abnehmen.
Man könnte auch auf die abgefahrene Idee kommen, den Schlauch nicht durchzustechen, aber die Kraft axial per magnetischer Abstoßung zu übertragen.
Dazu müsste das Magnetfeld über die Schlauchdicke hinweg reichen....
Jedenfalls ist das sehr hässlich.
Solenoide wären auch ne coole Lösung, allerdings komm ich da als Privatanwender auch nicht an Spezialanfertigungen heran. Die müsste ich selbstentwickeln, und dann werden sie zu uneffizient.
Was neu zur Diskussion ansteht:
Seile sind nun die letzte Chance.
Dazu wollte ich euch einerseits nach geeigneten Materialien fragen, und andererseits auch direkt nach geeigneten Bauweisen (doppeltwirkende, einfachwirkende etc. mit/ohne Umlenkrollen).
Also die Idee ist ganz einfach: Ein Motor rollt eine Schnur auf, die so am Kolben zieht.
Die Schnur wird über Schläuche zum Modul hingeführt, sodass die Kraft in die richtige Richtung zieht und nebenbei die Schnur geschützt ist.
Wenn die Schnur am oberen Ende des Moduls reinkommt, dann ist die Zugrichtung falsch, denn der Kolben muss nach unten drücken.
Da wären 2 kleine, gegenüberliegende Umlenkrollen innerhalb des Moduls angebracht, vielleicht reicht auch eine.
Damit die kleinen Rolle reinpassen, sind die Module sind diesmal quaderförmig, mit maximaler Kantenlänge des quadratischen Querschnitts von 1 cm.
Frage wäre also, aus welchem Material muss die Schnur und der Führungsschlauch bestehen, sodass:
-die beiden schön gegeneinander gleiten, damit keine Reibungsverluste entstehen, und die Schnur sich mit der Zeit nicht in die Schlauchwand reinsägt
-der Schlauch genügend starr bleibt, um die Schnur ordentlich zu führen
-die Schnur dünn genug sein darf, um ein Biege-Radius von 1 mm zu ermöglichen.
Jetzt zu den Bauweisen. Ich hab mir überlegt, die nötigen Gehäuse 3d-drucken zu lassen. Falls das jemand bessere Wege kennt, bin ich offen für Vorschläge.
Bauweisen:
Einfachwirkend:
wie oben beschrieben, mit der Variation, dass einmal die Schnur von oben zieht, sodass Umlenkrolle nötig ist, und einmal dass die Schnur direkt von unten zieht.
Im zweiten Fall ist wieder das Problem, dass der Kolben den Schlauch penetrieren muss, damit man die Kraft axial abnehmen kann.
Das sollte aber diesmal kein Problem sein, da der Schlauch kein Wasser/Druckluft mit sich führt. Dazu einfach ein kleines Loch in die Schlauchwand reinbohren.
Doppeltwirkend:
Keine Rückholfeder nötig (ich mag die Dinger eh nicht). Das obere und untere Ende des Moduls sind diesmal beide mit Schläuchen und geführten Schnüren bestückt.
Der Kolben wird halt hin und her gezogen. Keine Umlenkrollen nötig. Hier tritt wieder das Problem auf, dass der Schlauch am unteren Ende vom Kolben penetriert werden muss.
Wenn der Schlauch starr genug ist, und nicht ständig seitlich am Kolben reibt, ist dass ja kein Problem.
Weitere Features:
Bistabilität, durch ringförmige Magnete.
Vorteil: Motor muss nicht ständig an bleiben, um Zug zu halten.
Nachteil: im Moment des Umschaltens ist auf der Schnur für einen kurzen Moment keine Spannung drauf, da der Magnet den Kolben schneller anzieht, als der Motor die Schnur einrollen könnte.
Dadurch könnte die Schnur beschädigt werden, wenn am Ende der Motor wieder auf Widerstand trifft, ihr wisst schon was ich meine.
Welche Ideen und Vorschläge habt ihr zum Thema Bauweise, vorallem unter Beachtung der oben genannten Anforderungen:
5 Hz Hubfrequenz @ 4N Haltekraft @ 1cm maximale Kantenlänge der Grundfläche des rechteckigen Moduls und 8mm hub!
Kleines edit:
Damit ihr euch eine Vorstellung machen könnt: ich will das Griffbrett einer Violine automatisieren. Dazu braucht man genau die genannten Anforderungen an die hardware. Diese Anforderungen sind leider eine sehr scharfe Charakterisierung, d.h. kein Kompromiss möglich. Da stecken bereits Kompromisse drin.
Es gibt auch noch die abgefahrene Design-Möglichkeit, dass man die Aktoren flach in eine Richtung, und breit in die andere baut. Das geht deshalb, weil die Linearaktoren - so wie sie über dem Griffbrett positioniert sind - radial voneinander wegspreizen(im Gegensatz zur Gitarre ist das geigengriffbrett abgerundet), je weiter man sich vom Griffbrett entfernt. D.h. längs zum Griffbrettverlauf müssen die aktoren flach bleiben (1cm) , aber quer zum Griffbrettverlauf dürfen die beliebig breit werden, je nach dem wie lang sie sind. Auf diese Weise könnte man größere Umlenkrollen unterbringen, wofür auch immer. .. überlegt ihr euch auch was dazu! Nicht so unbeteiligt bleiben
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