Servo-Pneumatik mit Fischertechnik?

[atzensepp]

Ich habe es nicht geglaubt. Aber wie Stefan schon vermutet hat, lässt sich eine 5/2-Ventil-Topologie tatsächlich auch mit Schlauch-Klemmen aufbauen. Ein leichtgängiges Servo-Ventil, das durch Verschiebung des mittleren Bausteins feinfühlig steuern lässt. Und der parasitäre Druckverlust ist gering. In Anschlagstellung liegt der volle Pumpendruck am Kolben.

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Die Schläuche am verschiebbaren mittleren Stein sind mit T-Stücken verbunden. Der obere mit Eingang A eines Arbeitszylinders, der Untere mit Eingang B verbunden. Druckanschluss mit den diagonalen Schlauchanschlüssen verbunden. Die anderen Beiden gehen in die Atmosphäre bzw. man könnte sie an einen Tank klemmen.

Etwas schade ist natürlich, dass dieses Servo-Ventil etwas groß ist. Dafür kann es mit wenig Standard-Fischertechnik gebaut werden und als Demo für eine Servo-Valve genutzt werden.

Als nächstes kann ein Servo und ein Wegmesser dran gebaut und das Ganze mit einem Arduino geregelt werden.

[atzensepp]

Servo-Ready-Version:

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[atzensepp]

Die Servo-Ready-Version ist doch nicht so geeignet, weil durch den Durchmesser der Drehscheibe ein großer Hebel entsteht, der eine größere Stellkraft erfordert. Habe eine Ansteuerung mit Hebeln versucht. Hat aber größeren Bauaufwand erfordert.
Die lineare Version hingegen lässt sich dagegen mit verhältnismäßig kleinem Aufwand elektrifizieren:

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Parallel arbeite ich noch daran, das Drehschieber-Ventil abzudichten. Ein erster Versuch mit einer selber gegossenen Silikondichtung. Die Messingteile werden vorher in die Form gesteckt und danach das Silikon reingedrückt. Auswärtezeit 48h:

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Die Dichtung ist tatsächlich besser als Messing auf Messing oder Messing auf Plastik. Aber bei "Vollsperrung" wird das Silikon etwas auseinander gedrückt und Luft bläst neben aus. Evtl. muss die Dichtung gedrückt werden, damit sie vollkommen schließt.

[Harald]

Ja, an dieser Stelle war ich auch schon.

Die Dichtung braucht etwas Druck. Aber nicht vom Gehäuse oder einer Einspannung, sondern von der Luft. Sprich: du brauchst eine Dichtlippe, die auf der Druckseite an der Wand anliegt (--> je drücker, desto dichter!). Das kostet gleich ein paar Millimeter Bauhöhe. Und siehe da: die Festo-Zylinder machen das auch so.

Wie man da hin kommt, ist allerdings die Frage. Ich habe seinerzeit Förmchen aus Teflon (das weiche weiße) und PP (? -- ein Schneidbrett aus der Küchen gemopst) in die Drehbank gespannt und mit dünnen selbstgeschliffenen Drehmeißeln die Negativformen ausgedreht und dann mit Bausilikon ausgefüllt. Eine schöne Schmiererei, Luftblasen muss man nach innen ableiten (Bohrungen ins Förmchen). Und man braucht Ober- und Unterschale. Die aufeinander zentriert werden müssen. Und wenn die zu dicht sind, braucht das Silikon ewig zum aushärten.

Und schmieren muss man nachher trotzdem. Silikon und Fahrradketten- oder Nähmaschinenöl verträgt sich nicht auf Dauer, das Silikon wird irgendwann zu Marmelade. Das kann aber auch von Marke zu Marke (Öl und Silikon) verschieden sein.

Gruß
Harald

[atzensepp]

Hallo Harald,

vielen Dank für Deine Erläuterungen. Eigentlich logisch, dass man da mit Druck auf die Dichtung arbeiten muss. Ist ja beim Wasserhahn auch so, dass die Stopfbuchse für die Achsdurchführung angezogen werden muss.
Wäre das evtl. eine Möglichkeit? Ich bräuchte aber radiale Luftkanäle in der Dichtung. Auf den zweiten Blick scheint das Drehschieberkonzept nicht so toll zu sein. Evtl. ist ein Linearkolben dann besser. Da könnte man das so machen wie bei den Festo-Zylindern.
Wie hattest Du die Dichtungen bei Deinen Hubzylindern realisiert?

Übrigens als Schmierung verwende ich Armaturenfett. Das sollte m.E. silikonverträglich sein. Vaseline könnte dagegen schon wieder grenzwertig sein.

Grüße
Florian

[atzensepp]

Hallo Harald,

der Stopf-Trick scheint zu funktionieren. Drehe ich das Ventil auf Geschlossen, höre ich ein hohes Pfeifen. Drücke ich die Dichtung, veschwindet es und der Kompressor pumpt gegen die Dichtung an. Also so wird es vermutlich klappen.

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Grüße
Florian

[Harald]

Das sind die Teile und Halbzeuge:

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Oben: Plexiglasscheiben, mit der Fräse auf einem Dorn rund gedreht (sowas druckt man natürlich heutzutage).
Rechts oben: einfach wirkender Zylinder: der Kolbenboden hat Löcher, in denen das Silikon Halt findet.
Linke Seite: doppelt wirkender Zylinder, der Kolbenboden hat zwei Scheiben mit je einer Dichtung.

Rechts und Mitte: Gussformen in diversen Kalibern, die Kolben und Endteile sind gedruckt (gelb/rot: ABS vom Auftragsfertiger; violett: aus dem ersten eigenen Drucker).

Unten, in rot: Gussform als vierteiliger Satz, Symmetrierung von außen (in diese Ohren kommen die Röhrchen vom gemeinen Wattestab).

Für die Ventile zur Ansteuerung habe ich reichlich Versuche gemacht und keinen "Prinzen" hervorgebracht. Auf dem Ventil von LEGO habe ich auch ne Weile herumgekaut, dann aber die Lust daran verloren und grünere Weiden gesucht.

Gruß,
Harald

[atzensepp]

Hallo Harald,

da hast Du schon viel Zeit reingesteckt und es sieht ziemlich eindrucksvoll aus. Schappoh! Nicht alle Teile erschließen sich mir und eine Beschreibung der Herstellung wäre sicher interessant. Hattest Du den Herstellungsprozess evtl. schon irgendwo schon veröffentlicht (z.B. ft-Pedia )? Mich würde da ein Nachbau interessieren.
Grundsätzlich scheint es so zu sein, dass Du mit den Formen Silikondichtungen hergestellt hast.

Der doppelt wirkende Zylinder ließe sich m.E. gut in ein Servo-Ventil wie in Wikipedia beschrieben umbauen. Du müsstest nur 2 Kolbendichtungen rein setzen und ein paar Löcher und Anschlüsse dran machen. Aber vielleicht hast Du das ja schon ausprobiert.

Wie hast Du eigentlich die Achs-Dichtung realisiert? Die ist ja auch bei den ft-Zylindern leicht undicht.


Grüße
Florian

[atzensepp]

Ich komme immer wieder auf die Quetsch-Ventillösung zurück. Jetzt mit stabilisierter Servo-Halterung.

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Hier die Verteiler-Gruppe:

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Und Anwendung im Trainingsroboter. Ich bin erstaunt, was die Pneumatik so bewegen kann. Also der kleine Servo kann den Arm definitiv nicht heben.

Für den vorderen Arm können zwei große Pneumatik-Zylinder in Serie geschaltet werden. Für einen gleichzeitigen zweiten Aufbau fehlen mir noch die T-Verteiler. Sonst könnte ich den Roboter pneumatisch steuern. (Der XM-Motor wird nur als Gegengewicht verwendet)

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