Mechanischer Umkehrmechanismus

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fishfriend
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 06 Mai 2022, 21:12

Hallo...
Ein ganz schöner Aufwand. Es gibt ja noch mehr Möglichkeiten. U.a. kann man ja auch aus älteren ft Anleitungen/Schaltungen was nachbauen. Das sollte einiges zu finden sein.
Alleine von der Größe her, würde ich allerdings einfach einen alten Polwendeschalter nehmen.
Bild
Zur Not kann man den auch per Seil umschalten, was an der Mutter der Gewindestange befestigt wird.
So könnte man den auch wo anders anbringen.
Mit freundlichen Grüßen
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Holger Howey
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atzensepp
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 06 Mai 2022, 23:44

Hallo Holger,

ja ich sollte mehr lesen, was gebaut wurde.
wenn es nur darum gehen soll, dass sich die Mutter auf der Spindel hin- und herbewegt kann man es genau so machen wie Du es vorschlägst.

Mein Anwendungsfall ist der einer Seilspulvorrichtung: Eine Achse wickelt das Seil auf, auf einer parallelen Achse läuft eine Mutter auf einer Spindel und führt das Seil so nach, dass es gleichmäßig aufgewickelt wird.
Wenn die Mutter an einem Ende angekommen ist soll weiter aufgewickelt werden und die Mutter mit der Seilführung muss dann umkehren um die nächste Lage auf die Spule zu bekommen. So wie Pinot es bei seinem Containerkran macht.

Der Polwendschalter würde m.E. nur für eine Seilführung mit separatem Motor und einer Wickelrichtung funktionieren weil immer nur an einer Anschlagseite umgeschaltet wird, weil jeweils an einem Ende die Richtung der Mutter geändert wird. Wird die Spulrichtung mitten drin geändert, fährt die Mutter zu der Seite, die bereits umgeschaltet wurde.Eigentlich braucht man an den Enden einen Toggle für die Richtung. Also so eine Art T-Flip-Flop für die Seilführungsrichtung.

Oder siehst Du dafür eine einfachere Möglichkeit?

Florian

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 07 Mai 2022, 13:05

Zur Veranschaulichung habe ich mal ein Bild und ein Zustandsdiagramm gemalt:
ZD.JPG
ZD.JPG (125.11 KiB) 3630 mal betrachtet
Der Einfachheit halber habe ich Endschalter für die Winde und unzulässige Übergänge weggelassen.
Wie man sieht können Winde und Seilführung gegensinnige Drehrichtung haben, wenn Umkehrpunkte erreicht sind.
Theoretisch reicht ein T-Flip-Flop, das die Seilführung jeweils am Ende umschaltet.
Wenn nur ein Motor eingesetzt wird, der Winde und Seilführung gleichzeitig fährt, braucht man eine Gangumkehr für die Seilführung wie die Versuche in diesem Thread. Alle bisher vorgestellten Modelle mit mechanisch betriebener Gangumschaltung funktionieren momentan leider nur für eine Wickelrichtung.

(Zugegebenermaßen wäre eine Kreuzgewindespindel für eine mechanische Lösung am robustesten und einfachsten)

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 07 Mai 2022, 14:06

Hallo...
Oder man läßt den Umschalter hin und her fahren.
Bei den Riesenkränen die ich mal gebaut habe (5-6 Metern hoch, um 2000 ?), habe ich einfache Spulen aus 60er Drehscheiben genommen, die mit 6 Metallachsen die Spulen bildeten. Da sind ganze Spulen mit dickerem Seil vom Baumarkt aufgespuhlt worden. Meist war es so, dass sich das Seil von sich aus energetisch ins Tal begeben hat, wenn es am Rand zu hoch wurde.
Es ist dabei besser, einen schweren Haken zu haben, der das Seil stramm hält.
Ich habe dabei nie Wert auf sauberes Aufwickeln gelegt. Meist waren die ehr innen verbaut wo die kaum einer sieht.
Beim schönen Aufwickeln spielen wohln noch mehr Faktoren eine Rolle.
Steigung,
Durchmesser von
...
Die müssen dann Mechanisch umgesetzt werden.
Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
Holger Howey
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 07 Mai 2022, 23:43

So habe ich mir das in etwa vorgestellt: Das Modell mit Seilführung im Windeneinsatz:
Seilwinde mit Seilführung
Seilwinde mit Seilführung
Seilwinde_F.JPG (187.69 KiB) 3569 mal betrachtet
Übersetzung Winde : Seilführung = 40 : 15 was für den Faden etwa passt.
Die Winde wirkt bei Last als "Seilbremse" und der Motor muss schwer schaffen. :?
PS: Man beachte das um 5mm verkürzte Getriebe, das noch schneller umschaltet.

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steffalk
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von steffalk » 08 Mai 2022, 10:00

Tach auch!

Ein Königreich für ein Video! :-)

Gruß,
Stefan

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 16 Mai 2022, 22:08

Elektromechanische Umschaltmechanismen, bei denen Wickelmotor und Seilführungsmotor getrennt angesteuert werden, haben das Problem, dass der Zustand der Seilführungsrichtung elektromechanisch oder elektronisch gespeichert wird. Diese Information geht beim Ausschalten verloren und kann beim Einschalten desaströse Wirkung haben. Evtl. kann hier ein Stromstoß-Relais helfen, das den Zustand persistiert.
Oder man müsste sich die Seilführungsrichtung irgendwie merken oder anhand der Seillagen auf der Spule die Richtung ableiten.

Nachdem mir hierzu (noch) nix eingefallen ist habe ich mich an einem weiteren mechanischen Umkehrmechanismus versucht, der mit zwei gegensinnig laufenden "Partial-Zahnrädern" mit 120 Grad "Zahnprofil" arbeitet. In Ermangelung solcher Partialzahnräder, die man wahrscheinlich sehr gut drucken oder durch Abrasieren ( :( ) von existierenden Zahnrädern herstellen könnte, sind diese durch Ketten nachgebildet, die um eine Drehscheibe 60 geschlungen und an 15-er Steinen befestigt sind. (Versuche, die Ketten in die Schlitze der Drehscheiben zu schieben waren nicht erfreulich, da es immer wieder mal zu Verklemmungen kam.
Partial-Zahnrad-Mechanismus.JPG
Partial-Zahnrad-Mechanismus.JPG (160.48 KiB) 3371 mal betrachtet
Über die Batterie der Z20 unten werden die Drehscheiben mit den Ketten gegensinnig angetrieben und übertragen die Bewegung auf das obere Z20, das sie wiederum eine Zahnstange über ein weiteres Z20 auf der gleichen Achse überträgt. Greift das linke Kettenprofil am oberen Z20 ein geht die Bewegung in die eine Richtung, übernimmt das Rechte, in die Andere. Die Justage ist etwas fummelig aber es geht.
Auch hier gibt es einen kleinen Totpunkt, bei dem grad kein Zahnrad greift. Bei 180-Grad-Partialzahnrädern klemmt es gerne.

Für den Einsatz in einer Wickeleinrichtung müsste man noch eine entsprechende Übersetzung spendieren, die diesen Mechanismus aus dem Wickelantrieb antreibt.

Eigentlich sollte eine Spulvorrichtung mit Richtungsumkehr ein einfach zu lösendes Problem sein. Es kann gut sein, dass ich zu kompliziert denke.
Vermutlich ist die Kreuzgewindespindel schon der Königsweg. :?

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geometer
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von geometer » 16 Mai 2022, 22:44

Hallo Florian,

Dirk Fox hat vor einigen Jahren mal eine Spinnmaschine von da Vinci vorgestellt und den Richtungsumkehrmechanismus nachgebaut:
https://ftcommunity.de/bilderpool/model ... ine/34682/
Anbei die Ausgangsskizze noch in etwas höherer Auflösung.

Viele Grüße

Thomas
Spinnmaschine Kopie.jpg
Spinnmaschine Kopie.jpg (106.06 KiB) 3355 mal betrachtet

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 18 Mai 2022, 20:28

Hallo Thomas,

ja der Da'Vinci-Mechanismus ist wirklich sehr gut, eben genial.

Mit 3D-Druck mal eben kleine Partial-Zahnräder gedruckt. Dadurch wird der Aufbau übersichtlicher:
Reverse_F.JPG
Reverse_F.JPG (116.18 KiB) 3286 mal betrachtet

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 21 Mai 2022, 11:11

Und hier nun der erste ft-Prototyp des Umkehrmechanismus mit 3D-gedruckter Kreuzgewindespindel und "Gleitstein":
Kreuzgewindespindel mit Gleitstein in ft
Kreuzgewindespindel mit Gleitstein in ft
Kreuzgewindespindel.JPG (113.11 KiB) 3204 mal betrachtet
Die Spindel und der Gleitstein wurden mit FreeCAD designed:
Kreuzgewindespindel FreeCAD-Modell
Kreuzgewindespindel FreeCAD-Modell
KGWS.PNG (164.14 KiB) 3203 mal betrachtet
Gleitstein FreeCAD-Modell
Gleitstein FreeCAD-Modell
Gleitstein.PNG (20.88 KiB) 3203 mal betrachtet
2 gegenläufige Helixprofile mit 15mm Steigung und 45mm Länge und 3mm Nutbreite.
Die Profile wurden von einem Hohlzylinder mit 4mm Innenradius für die Achse und 15mm Außendurchmesser abgezogen.
Der Innendurchmesser des Profils sind 10mm.
Um Drucken mit Support zu vermeiden habe ich jeweils 2 Hälften in PLA mit Auflösung 0.1mm gedruckt. Diese wurden anschießend mit Plastik-Kleber verklebt. (Hier wäre ein Resin-Drucker toll). An den Umkehrpunkten, also dort, wo sich die gegenläufigen Gewindenuten treffen wurde leicht mit der Feile nachgearbeitet. Hier müsste die Steigung der Helix abnehmen um einen stetigen Übergang zu gewährleisten. Aber es "läfft" trotzdem ganz passabel. :)

juh
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von juh » 21 Mai 2022, 17:41

Schönes Design!
atzensepp hat geschrieben:
21 Mai 2022, 11:11
Um Drucken mit Support zu vermeiden
Hast Du es mal stehend versucht? Die Steigung der Helix sollte bei 0,1mm kein Problem sein ohne Support, auch die Nuten nicht. Einzig heikel der Beginn einer neuen Etage nach einer Kreuzung, das wird wahrscheinlich ein wenig unsauber gedruckt, könnte mit ein wenig Nachbearbeitung aber gehen. Oder Du versuchst das Profil keilförmig zu machen, so dass der Winkel an dieser Stelle nicht 90° ist. Ein Steigungsverhältnis von 3:1 hat bei 0,1mm und 0,4mm Düse immer noch 0,1mm Überlappung, das sollte normalerweise reichen.
atzensepp hat geschrieben:
21 Mai 2022, 11:11
Hier müsste die Steigung der Helix abnehmen um einen stetigen Übergang zu gewährleisten.
Hmm, das Profil müsste an diesen Stellen einem Zylinderschnitt folgen, der mit passender Steigung direkt an den beiden Helixenden ansetzt, die natürlich entsprechend früher enden müssten. Nettes Problem, FreeCAD for runaways. :-)

vg
Jan

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 24 Mai 2022, 21:16

Hallo Jan,

mit FreeCAD bin ich inzwischen weiter gekommen: Helix mit variabler Steigung per Script erzeugen.
Leider sind die boolschen Geometrie-Operationen etwas heikel.
Das mit dem vertikalen Drucken werde ich gerne mal probieren.

Auch wenn es dem Titel des Threads nicht gerecht wird, habe ich ein elektromechanischen Umschalt-mechanismus gebaut, der sich auch die Umkehr-Richtung nach Abschalten merkt. Dazu kommt ein 5V "Memory-RS-Relais" (R1) vom Typ RT424F05 zum Einsatz, was ich noch rumliegen hatte.Das hat einen S und einen R-Eingang und persistiert die Schaltstellung. Zwei weitere Relais R2 und R3 werden als UND-Glieder eingesetzt und bilden mit R1 zusammen ein T-Flip-Flop, das durch die parallel geschalteten End-Taster S1 und S2 umgeschaltet wird. Relais R4 ist für den Richtungswechsel des Seilführungsmotors.
Windenmotor und Seilführungsmotor werden mit der Spannung vom Regeltrafo betrieben. Dadurch werden sie synchron gefahren. Bei Richtungsumkehr kehren beide Motoren um und beim Ausschalten stehen Beide. Die Geschwindigkeiten sind ebenfalls proportional.

Die Schaltung sieht so aus:
Auto-Reverse-Schaltung mit persistentem SR-Relais (korrigiert)
Auto-Reverse-Schaltung mit persistentem SR-Relais (korrigiert)
Autoreverse-Elektro2.JPG (124.79 KiB) 2982 mal betrachtet
Sie hat zusammengefasst folgende Eigenschaften:
1. Windenmotor und Seilführungsmotor werden mit der selben Spannungsebene betrieben: Kehrt der Windenmotor um, so tut das auch der Seilführungsmotor. Steht der Windenmotor, so auch der Andere.
2. Die Richtung des Seilführungsmotors wird jeweils umgekehrt, wenn ein End-Taster betätigt wird
3. Der Zustand der Richtung des Seilführungsmotors ist persistent und bleibt nach Ausschalten der gesamten Schaltung erhalten

PS: Man kann die Schaltung auch mit ft-Relais bauen. Allerdings wird dann die Forderung 3 nicht erfüllt.

EDIT: der Schaltplan wurde ausgetauscht
Zuletzt geändert von atzensepp am 25 Mai 2022, 23:10, insgesamt 2-mal geändert.

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 25 Mai 2022, 19:23

Inzwischen geht es mit der Kreuzgewindespindel weiter: Die Helixen, entlang denen das Profil extrudiert wird habe ich per Python-Script erzeugt.
An den Enden stoßen die Linien stetig und mit Steigung 0 zusammen. Die "Beulen" am Ende sind noch etwas unschön. Vermute sie kommen von den BSplines.
Kreuzgewindespindelprofil mit "getunten" Umkehrpunkten
Kreuzgewindespindelprofil mit "getunten" Umkehrpunkten
kgws2.PNG (115.84 KiB) 3005 mal betrachtet

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von steffalk » 26 Mai 2022, 08:43

Tach auch!

Die Spindel ist großartig. So ein Bauteil, verlängerbar wie die Schneckenteile, würde ich mir von ft wünschen.

Gruß,
Stefan

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von juh » 28 Mai 2022, 00:51

steffalk hat geschrieben:
26 Mai 2022, 08:43
So ein Bauteil, verlängerbar wie die Schneckenteile, würde ich mir von ft wünschen.
Eigentlich wollte ich mich nur am Problem mit der sanften Wende in FreeCAD selbst probieren, dann kam Stefan mit dieser Idee... :geek:

Also auf Basis von Florians Vorarbeiten, leider aber nicht von ft: https://youtu.be/ggLjnQJg84g

Wer auch Interesse am Testdrucken hat, gerne kurze PN.

Kudos an Florian für Idee, Input und Sportsgeist! ;-)

vg
Jan

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von steffalk » 28 Mai 2022, 11:19

Tach auch!

Ganz und gar grandios. Toll gemacht.

Gruß,
Stefan

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 28 Mai 2022, 14:36

Stefans Kommentar kann ich nur zustimmen. Jan hat ein modulares ft-Komponenten-Set für Kreuzgewinde konstruiert. Er hat mir freundlicherweise seine STLs geschickt, die ich gedruckt und erfolgreich in einer Spulvorrichtung ausprobiert habe. Hier der Einsatz ohne den "Mittelteil", mit dem man jeweil noch mal um 30mm verlängern kann.
Spulvorrichtung_Jans_KKWS.JPG
Spulvorrichtung_Jans_KKWS.JPG (160.33 KiB) 2820 mal betrachtet
Man beachte die Übersetzung (2 x 10 : 30) zwischen Seilwinde und Seilführung.

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von steffalk » 28 Mai 2022, 14:51

Tach auch!

Wickelt sich so ein Seil nicht automatisch "schön" auf, wenn man nur die Stelle, wo das Seil in die Maschine gelangt, weit weg von der Seilrolle platziert?

Gruß,
Stefan

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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von fishfriend » 28 Mai 2022, 15:06

Hallo...
Hatte ich auch mal gedacht, tut es aber nicht.
Ich hatte bei meinen grossen Kränen Seilwinden aus 60er Drehscheiben, teilweise auch mit Stangen in den Löchern der Drehscheibe.
Ich vermute mal, durch verdrehen des Seils, will das ab und zu nur auf eine Seite.
Da ist schon eine solche Zwangsführung sinnvoll.

Mit freundlichen Grüßen
fishfriend
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Re: Mechanischer Umkehrmechanismus

Beitrag von atzensepp » 28 Mai 2022, 15:09

Hallo Stefan,

das ist vermutlich richtig. Fa. LEBUS schreibt:
"Wenn der Auflaufwinkel ... nicht zwischen 0,25° und 1,5° gehalten werden kann, muss eine zusätzliche Spulvorrichtung wie z. B. ein Auflaufwinkelkompensator (mit automatischem Antrieb durch die Seilspannung) oder eine LEBUS®-Kreuzgewindespindel (mechanischer Antrieb) installiert werden, um das Seil zwischen den Flanschen ordnungsgemäß auf der Trommel zu führen."

Quelle: https://www.lebus-germany.com/screw-levelwinder.aspx

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