abhf
12.08.2010, 23:34

Linearantrieb

Hallo Legofreunde, vor allem die Techniker unter euch.

Ich bin mit Kai dabei, ein neues motorisiertes Moc für Lego-Langeoog zu bauen. Es soll ein Bagger werden, der zwei Bewegungsfunktionen haben soll. Der Bagger ist stationär eingebaut (auf einem Schiff), so daß die Antriebskomponenten außerhalb des Baggers untergebracht werden können.

1.) Rotation - kein Problem, wir haben da auf einen normalen großen Drehkranz aufgebaut, der von außen angetrieben wird. Damit kann sich der Baggeraufbau schon einmal drehen.

[image]




2.) Baggerarmbewegung - der Baggerarm soll angehoben und abgesenkt werden. Dazu benötige ich eine Art Linearantrieb, die aus einer Rotation (drehende Achse durch die Mitte des Drehkranzes) eine Hubbewegung macht. Soviel ich weiß, gibt es von Lego leider keine Gewindestange mit einer "Mutter" darauf, die man durch Rotation der Gewindestange bewegen kann.

Hier mal ein prinzipiellar Aufbau, was ich so suche (Achtung: Versuchsanordnung!!!):

Drehkranz mit Antrieb - oben der prinzipielle Armaufbau mit der antreibenden Mittelachse:

[image]




So müsste es sein - die schwarze Hülse zwischen den beiden hellgrauen Stoppern müsste durch Rotation der Mittelachse nach oben/unten bewegt werden können und schon könnte der Kranarm bewegt werden.

[image]




Der einzig mir bekannte "Linearantrieb", der auch drehbar ist, ist der bekannte Lenkantrieb:

[image]




[image]




So, jetzt seit ihr gefragt. Was gibt es noch? Welche prinzipiellen Alternativen gibt es? Z.B. könnte man auch die jetzt als Antrieb gedachte Achse auf- und ab bewegen.

Ich hoffe, dass es eine puristische Lösung gibt, sonst schnitz ich mir vielleicht doch eine Gewindestange mit Mutter.



Andreas Böker (abhf)


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freakwave
13.08.2010, 09:55

Re: Linearantrieb

Hallo Ich würde das so bauen:

Die "Gearbox"

[image]


mit einem

[image]


und einem

[image]


bestücken.

An der Achse des Zahnrades beiderseits einen

[image]


besfestigen. An diesem kann dann Dein Ausleger festgemacht werden. Leider keine Zeit im Moment MLCAD anzufeuern, aber ich denke man kann sich das vorstellen.

fW


JuL
13.08.2010, 11:57

Re: Linearantrieb

Saluton!

Ich gebe zu, im ersten Moment dachte ich, Du wolltest sowas bauen ...

Ad LEGO!
JuL


Purri
13.08.2010, 12:16

Re: Linearantrieb

» Saluton!
»
» Ich gebe zu, im ersten Moment dachte ich, Du wolltest
» sowas bauen
» ...
»
» Ad LEGO!
» JuL

Wenn du dazu eine Bauanleitung hättest wäre das aber auch nicht schlecht ;)


JuL
13.08.2010, 14:57

Re: Linearantrieb

Saluton!

» » Ich gebe zu, im ersten Moment dachte ich, Du wolltest
» » sowas
» » bauen ...
» Wenn du dazu eine Bauanleitung hättest wäre das aber auch nicht schlecht
» ;)

Ach, selbst ist der MOCcer.

(Und wer Bilder braucht, könnte möglicherweise dort welche finden.)

Ad LEGO!
JuL, Perry-Fan


abhf
13.08.2010, 18:40

Re: Linearantrieb

» Hallo Andreas
» es gibt doch eine Gewindestange mit "Mutter", z. B. beim Bagger 8862
» hier ein Link auf die Schnelle
» http://www.bricklink.com/...ogItemInv.asp?S=5110-2
» Bin nicht ganz sicher ob dir das weiterhilft, konnte jetzt auf der Arbeit
» nicht lange nachdenken.
» Grüße
» Martin

Hallo Martin - oder auch alle anderen "Wissenden",

das wäre ja die perfekte Lösung. Vielen Dank für den Vorschlag. Leider hab ich die Teile nicht und ganz preiswert sind die ja nicht. Deshalb meine Fragen vor einem evtl. Kauf:

1.) Es handelt sich dabei wirklich um eine Schrauben/Gewinde-Kombination?
2.) Bei mir wäre ja die 10er-Achse drehbar, also motorisch angetrieben. Um dann eine Bewegung der Mutter zur erreichen, müsste diese ja gegen Verdrehen gesichert werden. Hat einer das Teil und kann einen Vorschlag machen, wie sowas möglich ist?


abhf
13.08.2010, 18:43

Re: Linearantrieb

» Hallo Andreas,
»
» Dieses
» Teil
» könnte dir weiter Helfen.
»
» Wird auf der einen Seite durch eine Kreuzachse angetriebn, und wandelt
» die
» Drehbewegung in eine Hubbewegung um, sprich fährt auf der anderen Seite
» dann eine Zylinderstange aus.
» Ich bin nicht ganz sicher aber es sollen so 45 - 50 mm Hub sein.
»
» Gruß
» Michael

Hallo Michael,

auch dir Danke für den Vorschlag. Das Teil ist leider zu groß, das bekomme ich nicht untergebracht. Ansonsten wäre das ja wirklich ideal.


abhf
13.08.2010, 18:46

Re: Linearantrieb

» Wie Monteur schon schrieb. Linear Actuator - Du sprichst sogar die ganze
» Zeit von so 'nem Linear-Antrieb . Passt auch durch den Drehteller durch
» und als Halterung:
» das hier.
»
» Gruß Martin

Danke, aber das Teil von Monteur ist leider zu groß!


martin82
13.08.2010, 19:41

Re: Linearantrieb

Hallo
»
»
» 1.) Es handelt sich dabei wirklich um eine Schrauben/Gewinde-Kombination?

Soweit ich mich erinnere, und man kann es auf diesem etwas größeren Bild auch erkennen, ist das Gewinde an 4 Stellen kurz unterbrochen, dass man die spezielle Muffe beim auseinanderbauen nicht komplett runterdrehen muss, sondern in einem bestimmten Winkel runterziehen kann, aber an sich ist es eine echte Gewindestange


» 2.) Bei mir wäre ja die 10er-Achse drehbar, also motorisch angetrieben. Um
» dann eine Bewegung der Mutter zur erreichen, müsste diese ja gegen
» Verdrehen gesichert werden. Hat einer das Teil und kann einen Vorschlag
» machen, wie sowas möglich ist?

Ich denke dass das Teil seitens LEGO nur dazu gedacht ist, etwas mehr Widerstand auszuhalten, wie z.B. als Halterung für den drehbaren Baggerausleger bei 8862. Normale Achsen mit Klemmen geben einfach bei zu großer Belastung nach. Daher ist mir jetzt nicht bewusst ob es ein Teil gibt dass für dich praktisch wäre deine Idee umzusetzen. Aber man kann sicher was basteln. Ich glaube dass mein 8862 nicht mal in meinem Keller, sonder noch im Keller der Eltern (mangels Platz) ist, daher kann ich es momentan nicht direkt ausprobieren, vielleicht weiß jemand anderes noch Rat, ansonsten hole ich das Teil mal demnächst her.
Grüße
Martin


snowman
14.08.2010, 13:38

Achtung, oldschool: Gewindestange, Muttern und 2 Lösungsvorschläge...

Hallo Andreas,

natürlich gibt es die Gewindestangen mit den Muttern. Sie kommen in den Sets 8851 (Bagger), 8862 (Schaufelradlader) und 8854 (Pseudo-Unimog) vor.

Die Muttern haben 4 Aussparungen, um eine Lochplatte 1a einklemmen zu können. Habe mich auch bis heute immer gefragt, warum... jetzt weiß ich's. Übrigens gibt es keine Stellen an der Gewindestange, wo man die Muttern ohne zu Drehen hoch-und runterschieben kann. Das Gewinde ist durchgehend.

Hier das Bild:

[image]



Zu deinem Problem ist mir dann gleich mal ein Lösungsvorschlag, ziemlich oldschool (weil nur steinalte Elemente) eingefallen:

Variante 1:

Gewindeachse mit Muttern und Lochplatten (gelb) an einem Technikbalken (schwarz mir roten Fliesen) hoch-und runtersliden lassen. Der Technikbalken führt die Konstruktion und verhindert das von dir angesrochene Verdrehen der Achse. Angetrieben hier noch von Hand durch die Riemenscheibe auf der zweiten Achse. Der Baggerarm (dünner blauer Technikbalken) bewegt sich hoch und runter.

Hier das Bild zu Variante 1:

[image]



und nochmal im Detail:

[image]



Dann fiel mir ein, wieso nicht gleich einen Motor einbauen und auf die Gewindestange verzichten?! Geht einfacher, kein äußerer Antrieb nötig, und auch auf einer Drehscheibe viel einfacher zu realisieren!

Variante 2:

Micromotor (rot) sitzt in der Konstruktion und dreht die Achse, auf der der Baggerarm (auf der einen Seite wieder blau, auf der anderen mit Verbindern und Achse gebaut)sitzt.

[image]



[image]



Vorteil: Kein "Ausbeulen" der Gewindeachse beim Ein- und Ausfahren

Hier noch mal von der anderen Seite:

[image]




So, lieber Andreas, dann wünsche ich dir mal viel Erfolg beim Baggerbauen!

Vielleicht konnte ich dir mit meinen Vorschlägen ja ein wenig helfen!

Den Rest von Lego-Langeoog werde ich mir nächste Woche mal live auf Langeoog anschauen, Eure Ausstellung war mit ein Grund, warum unser Urlaub dieses Jahr auf der Insel verbracht wird!!! Bin schon ganz gespannt auf die vielen neuen Sachen!!

Viele Grüße, viel Spaß!!

Marc


abhf
15.08.2010, 17:56

Re: Linearantrieb

Hallo Legofreunde,

es ist geschafft, der Bagger funktioniert. Aber dazu später mehr.

Erst einmal pauschal Dank an alle, die mit Beiträgen geholfen haben und uns Lösungsvorschläge gemacht haben. Ich finde es bemerkenswert, wenn da sogar Modelle zur Verdeutlichung gebaut werden. Irgendwie funktioniert die Gemeinschaft ja doch!

Nun zur Lösung: wir haben uns zu der von Purri vorgeschlagenen Lösung mit Zahnstange entschieden. Die Lösung über die Schnecke, die ja ähnlich ist, haben wir auch getestet, aber mit einer Schnecke ist der Hub zu gering und mehrere Schnecken lassen sich nicht koppeln. Bei den Zahnstangen reicht eine Zahnstange für den erforderlichen Hub aus, es ließen sich aber auch mehrere per Platte koppeln. Die Lösungen mit dem Linearantrieb und der Mutter/Zahnstange haben wir mangels Teilen nicht testen können, wären aber sicher auch möglich gewesen.

Hier ein Video zum Beweis:

http://www.youtube.com/watch?v=xKR_jQnauT4

Jetzt zur Funktionsweise: Die Drehbewegung des Baggers ist mittels Drehkranz und Antrieb von außen realisiert. Motor und Untersetzung (Schneckengetriebe plus weitere Getriebeuntersetzung) liegen UNTER dem Bagger im Stauraum des Schiffes. Der Bagger kann beliebig rotieren, es gibt keine störenden Kabel o.ä. Die Hubbewegung des Armes erfolgt durch eine in der Mitte des Drehkrans liegende Technikstange. Diese wird mittels Zahnstange und Getriebe aus- und eingefahren und drückt den Baggerarm dann hoch. Das einzige Manko dieser Anordnung ist der falsch liegendeDrehpunkt des Baggerarmes, aber das haben wir der Mechanik wegen so akzeptiert. Alle Antriebskomponenten liegen ebenfalls unter dem Bagger. Zum Einsatz kommt hier ebenfalls ein Schneckengetriebe plus Zusatz-Untersetzung.

Beide Bewegungen können unabhängig und gleichzeitig ausgeführt werden, die Rotation erfolgt um die Hubachse und damit ist der Hub unabhängig von der Rotation.

Der Bagger im Video ist nur ein Probebau und noch nicht fertig, da wird noch etwas Detaillierteres kommen.

Soweit jetzt mal. Und noch einmal Danke an alle Helfer.


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