Micha2
08.08.2007, 23:51

Pneumatik - prinzipielles Problem???

Hallo,

ich bastle seit einigen Tagen an einer Verbesserung des Technik-Traktors 8284 herum, die u.a. eine pneumatische Hebeeinrichtung hinten umfasst:

[image]



Der prinzipielle Bau war recht simpel und im Grunde funktioniert auch alles wie gedacht.

Dennoch macht mir die Pneumatik Sorgen, da sie m.E. ein prinzipielles Problem hat. Der Grund ist folgender: Wenn ich an die Hebeeinrichtung ein Gerät anbaue, dann wird es problemlos an- oder hochgehoben. Allerdings wird die Position nicht gehalten, sondern die Hebemechanik sinkt wieder ab. Und zwar ziemlich schnell (ca. 5-10 Sekunden).

Zunächst dachte ich an defekte Komponenten und habe nacheinander alles mal ausgetauscht: Zylinder, Schläuche, T-Stücke, Schalter,...
Umsonst.
Die ausgebauten Zylinder habe ich aber einzeln überprüft und dabei eine Entdeckung gemacht, die mir bislang neu war: Wenn man den Zylinder so ansteuert, dass er sich zusammen zieht, ihn unter Druck lässt aber von Hand dagegen versucht, ihn auseinander zu ziehen, dann macht es kurz "pffft" und sämtliche Kraft ist verloren. Beim ersten Zylinder war meine Freude groß ("Aha - Problem gefunden, Zylinder defekt"). Leider musste ich feststellen, dass dieses Phänomen auf alle meine unverbauten Zylinder zutrifft, und das sind ca. 30 Stück.

Umgekehrt trifft das aber nicht zu, d.h. wenn man den Zylinder so ansteuert, dass er sich streckt und dann von Hand versucht zusammen zu drücken, dann macht es nicht "pffft".
Daher Probe auf's Exempel: Wenn ich den Traktor auf's Dach lege und ihn das selbe Gerät wie vorher heben lasse (wobei der Zylinder sich nun strecken muss), dann geht das problemlos. Und die Position hält und hält und hält...

Für mich bedeutet das:
1) entweder, alle meine Pneumatikzylinder sind defekt oder
2) Pneumatikzylinder sind zum Übertragen großer Kräfte nur geeignet, wenn sie sich dazu strecken müssen, aber nicht, wenn sie sich zusammen ziehen müssen.


Frage nun an Euch: Kann das jemand verifizieren? Ist das eine neue Erkenntnis? Oder ist das nur für mich neue und für die Allgemeinheit ein alter Hut?

Interessierte Grüße,
Micha


Mr. Truck
09.08.2007, 00:44

Re: Pneumatik - prinzipielles Problem???

Hi Micha

Denke der Geräteanbau ist zu schwer -hatte das gleiche Problem beim Bau eines Kippers für einen LKW. Er hob an aber sackte kurz darauf sehr schnell wieder ab.
Wie du sagst denke ich das die Dichtigkeit der Komponenten größere Kräften einfach nicht gewachsen ist.

LG
Hans


Fisch
09.08.2007, 00:48

Re: Pneumatik - prinzipielles Problem???

Hallo Micha!

Hab kurz mal eine einfache "Schaltung" gebaut um dieses Phänomen zu testen und bin zum Schluss gekommen, dass bei mir dieses Problem nicht auftaucht.

Habe einfach eine Handpumpe an einen Schalter und diesen an einen Zylinder angeschlossen. Bei mir konnte der Zylinder nach dem "Zusammenziehen" sein Gewicht problemlos halten. (Ich weiss natürlich nicht wie viel du deinen Zylindern abverlangst ;) ) Gibt es evtl. unterschiedliche Zylinder? Kann fast nicht glauben, dass deine 30 Zylinder defekt sein sollen... Ausserdem beruht das Zugreifen der "Klammer" beim Set 8868 auf dem gleichen Prinzip, wie du deine Zylinder verwenden möchtest.

Wie sieht denn dein Schaltschema im Traktor aus?

Verwirrte Grüsse

Lukas


ricewind2005
09.08.2007, 08:10

Re: Pneumatik - prinzipielles Problem???

» Hallo,
»
» ich bastle seit einigen Tagen an einer Verbesserung des Technik-Traktors
» 8284 herum, die u.a. eine pneumatische Hebeeinrichtung hinten umfasst:
»

[image]



[...]

Frage nun an Euch: Kann das jemand verifizieren? Ist das eine neue
Erkenntnis? Oder ist das nur für mich neue und für die Allgemeinheit ein
alter Hut?


Ein entschiedenes Jein!

Ich habe ähnliche Probleme mit der alten Bauform der Pneumatikzylinder - sie verlieren sowohl beim Herausdrücken, als auch beim Zusammenziehen Druck. Beim Zusammenziehen allerdings bei kleinerer Kraft.

Der Grund bei mir ist der Umschalter, nicht der Zylinder selbst. Darin ist wohl eine Art Überdrucksicherung eingebaut.

Hast Du die Zylinder außerhalb mit oder ohne Umschalter getestet?

Die neuere Bauform, die man nur noch mit Technik-Pins haltern kann ist nach meinem Gefühl etwas schwächer als die alte (mit Noppen). Aufgetreten ist das problem beim Kran 8421. Der aufgestellte Arm sackt unter seinem eigenen Gewicht nach wenigen Minuten ab.


Micha2
09.08.2007, 09:24

Re: Pneumatik - prinzipielles Problem / Sammelantwort

Hallo zusammen,

danke für Eure Antworten! Dazu folgende Anmerkungen von mir:

@ legohans:

» Denke der Geräteanbau ist zu schwer -hatte das gleiche Problem beim Bau
» eines Kippers für einen LKW. Er hob an aber sackte kurz darauf sehr
» schnell wieder ab.
» Wie du sagst denke ich das die Dichtigkeit der Komponenten größere Kräften
» einfach nicht gewachsen ist.

Nein, dem stimme ich nicht zu. Ich habe gestern Nacht den Traktor noch auf die Schnelle provisorisch umgebaut (siehe folgendes Bild), so dass der Anbau durch Druck hochgehoben wurde, anstelle durch Zug. Ergebnis (ich habe das über Nacht aufgebaut gelassen): Der Anbau hat problemlos oben gehalten obwohl ich ihn zu Testzwecken nochmals extra schwerer gemacht habe!

[image]




@ Fisch:

» Habe einfach eine Handpumpe an einen Schalter und diesen an einen Zylinder angeschlossen.

genau so habe ich die Massentests dann auch gemacht. Völlig simpel.

» Bei mir konnte der Zylinder nach dem "Zusammenziehen" sein Gewicht problemlos halten
» (Ich weiss natürlich nicht wie viel du deinen Zylindern abverlangst ;) )

Das Eigengewicht des Zylinders ist nicht das Problem. Aber ich verlange schon etwas (möchte hier aber kein Bild des halbfertigen MOCs zeigen –Überraschung und so… ): Stelle Dir vor, dass an der von mir im ersten Posting gezeigten Hubeinrichtung noch ein ca. 30 cm langer Anbau steckt, der in etwa das Gewicht des Kranarms von 8421 hat (nicht ganz – aber so als Anhaltspunkt). Es dürften also in etwa die gleichen Kräfte wirken wie bei 8421, und dort funktioniert ja alles einwandfrei. Allerdings wird auch dort die Kraft durch Druck und nicht durch Zug aufgebaut.

» Gibt es evtl. unterschiedliche Zylinder?
» Kann fast nicht glauben, dass deine 30 Zylinder defekt sein sollen...

Geht mir auch so. Heute morgen (Urlaub… ) habe ich extra ein original verpacktes Set 8436 geöffnet um die darin enthaltenen Zylinder zu testen. Mit dem gleichen (schlechten) Ergebnis.
ABER: Ich habe noch 4 durchsichtige Zylinder gefunden (siehe Bild unten - leider aufgrund ihrer Farbe aus ästhetischen Gründen nicht verbaubar…): Die packen massiv zu und haben das Problem NICHT !

[image]



» Wie sieht denn dein Schaltschema im Traktor aus?

Völlig simpel. Pumpe – Ansteuern mehrerer Schalter mittels Schläuchen und T-Stücken – von den Schaltern direktes Ansteuern der Zylinder (Schlauchlänge max. 15cm).



@ ricewind 2005:

» Ich habe ähnliche Probleme mit der alten Bauform der Pneumatikzylinder - sie verlieren
» sowohl beim Herausdrücken, als auch beim Zusammenziehen Druck.

Beim Zusammendrücken springt bei mir in den meisten Fällen eher der Schlauch von einem Anschluss ab als dass die Zylinder Druck verlieren.

» Beim Zusammenziehen allerdings bei kleinerer Kraft.

Aha!

» Der Grund bei mir ist der Umschalter, nicht der Zylinder selbst. Darin ist wohl eine Art
» Überdrucksicherung eingebaut.

Nö, der Schalter ist es bei mir definitiv nicht. Das Problem tritt unverändert auf, wenn ich direkt von Pumpe zu Zylinder gehe.

» Hast Du die Zylinder außerhalb mit oder ohne Umschalter getestet?

Ohne. Im Modell mittlerweile auch mit und ohne.

» Die neuere Bauform, die man nur noch mit Technik-Pins haltern kann ist nach meinem
» Gefühl etwas schwächer als die alte (mit Noppen). Aufgetreten ist das problem beim Kran
» 8421. Der aufgestellte Arm sackt unter seinem eigenen Gewicht nach wenigen Minuten ab.

Oh? Bei mir hält der eine ganze Weile. Wie lange habe ich noch nie getestet, aber über Nacht habe ich ihn schon mehrmals mit dem Arm nach oben stehen gehabt, ohne dass er abgesackt wäre.


Soweit, so schlecht. Noch irgendjemand Ideen?

Viele Grüße,
Micha


leggor
09.08.2007, 10:30

Re: Re: Pneumatik - prinzipielles Problem

Hallo Micha,

das grundlegende Problem an Fluidtechnik ist das Fluid selbst(ist Pneumatik eigentlich auch Fluidtechnik? ;o) ).
1. Luft läßt sich sehr leicht komprimieren(was der genauigkeit nicht gerade gut tut).

2. Die Arbeitszylinder sind oben weniger dicht als unten(das müßte das angesprochene Problem sein). Von unten sind sie dicht wie die/das schwächste Verbindung/Bauteil(Ventil,Schlauchverbindung,Pumpe,etc.) im System. Von oben kommt es nun auf die Verarbeitung an wie viel Luft er heraus läßt.

3. Die in Nr.2 schon angesprochene Verarbeitung. Im Set 8455 wahren von 4 gekauften Sets 6 Ventile und 2 Zylinder nicht in Ordnung. Sowohl die Zylinder als auch die Ventile wahren undicht. Ausserdem schalteten die Ventile manchmal nicht. Trotzdem find ich das Set gut gemacht, nur eben die Qualität...
Ich hoffe irgendwann gibt es mal wieder eine Bewegung gegen das allgemeine Ziel:
Mehr Geld machen, um noch mehr Geld zu machen... Das finde ich nähmlich äußerst unkreativ!

liebe Grüße, Steffen


inof
09.08.2007, 10:38

Re: Pneumatik - prinzipielles Problem / Sammelantwort

Hallo Micha,

Meine Erfahrungen zum Kranwagen 8421: Wenn der Kranausleger
nicht ausgefahren ist, halten die Pneumatik-Kolben ihn oben.
Wenn ich dagegen den Ausleger auf volle Länge ausfahre, dann
kommt er schon nach kurzer Zeit herunter, bzw. ich muss regel-
mäßig nachpumpen, damit er oben bleibt.

Wenn es die Konstruktion erlaubt, hilft es, den Druck auf
möglichst viele Kolben zu verteilen. Z.B. bei vier statt zwei
Kolben halbiert sich der Druck pro Kolben -- und möglicherweise
ist er dann niedrig genug, damit er gehalten werden kann.

Meine persönliche Meinung: Es ist halt letztendlich doch nur
ein Kinderspielzeug und nicht für den industriellen Einsatz
gedacht ... Da kann man wohl nicht erwarten kann, dass die
Kolben, Pumpen, Umschalter usw. auch unter hohen Drücken 100%
dicht halten. Und bei dem ausgefahrenen Kranausleger ist der
Druck schon nicht schlecht: Wenn man den Kolbenquerschnitt
mal auf 1,2 cm² schätzt und die Kraft auf 50 Newton (entspricht
ungefähr der Gewichtskraft von 5 kg), kommt man auf mehr als
4000 Hektopascal (Druck = Kraft / Fläche). Das ist der vier-
fache Atmosphärendruck (ca. 1000 hPa).

Viele Grüße
Oliver / inof


Micha2
09.08.2007, 10:51

Re: Re: Re: Pneumatik - prinzipielles Problem

Hi Steffen,

» 1. Luft läßt sich sehr leicht komprimieren(was der genauigkeit nicht
» gerade gut tut).

Stimmt. Mit Pneumatik was zu bauen, was präzise laufen soll, ist ziemlich unmöglich.

» 2. Die Arbeitszylinder sind oben weniger dicht als unten(das müßte das
» angesprochene Problem sein). Von unten sind sie dicht wie die/das
» schwächste Verbindung/Bauteil(Ventil,Schlauchverbindung,Pumpe,etc.) im
» System. Von oben kommt es nun auf die Verarbeitung an wie viel Luft er
» heraus läßt.

Das vermute ich mittlerweile auch. Allerdings erstaunt es mich, dass meine 4 durchsichtigen Zylinder absolut dicht sind und alle anderen nicht. Aber das ist wohl Zufall.

» 3. Die in Nr.2 schon angesprochene Verarbeitung. Im Set 8455 waren von 4
» gekauften Sets 6 Ventile und 2 Zylinder nicht in Ordnung. Sowohl die
» Zylinder als auch die Ventile wahren undicht. Ausserdem schalteten die
» Ventile manchmal nicht. Trotzdem find ich das Set gut gemacht, nur eben
» die Qualität...

Ohh! Also solche Qualitätsprobleme hatte ich mit Lego noch nie. Bislang haben die pneumatischen Komponenten aller von mir gekauften Sets einwandfrei funktioniert, auch beim Übertragen großer Kräfte. Das sind eine ganze Menge Sets und Zylinder (wohl um die 100), wobei auch viele Sets gebraucht gekauft wurden und die Zylinder daher u.U. auch nicht mehr ganz taufrisch waren. Zumindest war das im Rahmen dieser Sets so, bei denen aber - wie mir jetzt bei näherem Nachdenken auffällt - große Kräfte auch immer durch Druck übertragen werden und nicht durch Zug. Durch Zug werden höchstens mittlere Kräfte übertragen, wie z.B. für das Anwinkeln eines Baggerarmes in 8455 (Welches ich übrigens für eines der besten Technic-Sets halte).

Grüße,
Micha (Der Deine Pflanze nach wie vor witzig findet - aber das habe ich Dir ja schon im Mindstorms-Forum gesagt / m.a.)


Micha2
09.08.2007, 11:00

Re: Re: Pneumatik - prinzipielles Problem / Sammelantwort

Hallo Oliver,

» Meine Erfahrungen zum Kranwagen 8421: Wenn der Kranausleger
» nicht ausgefahren ist, halten die Pneumatik-Kolben ihn oben.
» Wenn ich dagegen den Ausleger auf volle Länge ausfahre, dann
» kommt er schon nach kurzer Zeit herunter, bzw. ich muss regel-
» mäßig nachpumpen, damit er oben bleibt.

Wie ich schon an anderer Stelle schrieb: Meiner bleibt oben. Da habe ich wohl Glück gehabt und qualitativ hochwertige Zylinder erwischt.

» Wenn es die Konstruktion erlaubt, hilft es, den Druck auf
» möglichst viele Kolben zu verteilen. Z.B. bei vier statt zwei
» Kolben halbiert sich der Druck pro Kolben -- und möglicherweise
» ist er dann niedrig genug, damit er gehalten werden kann.

Ja, ist klar. In meinem Fall aber können 2 Zylinder auf Zug ein Gewicht nicht halten, das geringer ist als das, welches in 8421 1 Zylinder auf Druck hält.
Das hatte mich halt erstaunt.

» Meine persönliche Meinung: Es ist halt letztendlich doch nur
» ein Kinderspielzeug und nicht für den industriellen Einsatz
» gedacht ... Da kann man wohl nicht erwarten kann, dass die
» Kolben, Pumpen, Umschalter usw. auch unter hohen Drücken 100%
» dicht halten. Und bei dem ausgefahrenen Kranausleger ist der
» Druck schon nicht schlecht: Wenn man den Kolbenquerschnitt
» mal auf 1,2 cm² schätzt und die Kraft auf 50 Newton (entspricht
» ungefähr der Gewichtskraft von 5 kg), kommt man auf mehr als
» 4000 Hektopascal (Druck = Kraft / Fläche). Das ist der vier-
» fache Atmosphärendruck (ca. 1000 hPa).

Ich stimme Dir zu - aber den industriellen Einsatz hatte ich auch gar nicht vor... !
Aber ich finde auch, dass die durch die Lego-Pneumatik übertragbaren Kräfte schon gewaltig sind. Ich finde das System sehr gelungen, und wenn man seine Unzulänglichkeiten kennt (wie in diesem Fall: Große Kräfte durch Druck übertragen, nicht durch Zug), dann muss man das halt konstruktionsmäßig passend hinbiegen.
Die einzige 2 Dinge, die ich mir von Lego noch in Sachen Pnaumatik wünschen würde, wären:

Prio 1: Zylinder mit längerem Hub
Prio 2: Ein Kompressor als 1 Bauteil, der deutlich platzsparender und performanter sein sollte als ein mit Lego-Pumpe und Motor selbst konstruierter Kompressor.

Grüße,
Micha


inof
09.08.2007, 11:24

Re: Re: Re: Pneumatik - prinzipielles Problem / Sammelantwort

Hallo Micha,

Ich stimme Deinen Kommentaren im großen und ganzen zu, daher
gehe ich nicht im einzelnen darauf ein. Kleine Ergänzung:

» Die einzige 2 Dinge, die ich mir von Lego noch in Sachen Pnaumatik
» wünschen würde, wären:
»
» Prio 1: Zylinder mit längerem Hub
» Prio 2: Ein Kompressor als 1 Bauteil, der deutlich platzsparender und
» performanter sein sollte als ein mit Lego-Pumpe und Motor selbst
» konstruierter Kompressor.

Und drittens: Hydraulik. Aber die wird wohl leider nicht kommen,
da das mitunter doch eine ziemliche Schweinerei im Kinderzimmer
geben könnte ... Pneumatik ist da "sauber", wenn auch nicht so
präzise.

Viele Grüße
Oliver / inof


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