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Klevere technische Idee gesucht - Laufkatzen-Antrieb

jo-loom

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1

Donnerstag, 10. Mai 2012, 23:44

Klevere technische Idee gesucht - Laufkatzen-Antrieb

Hallo zusammen,

Daniel Düsentrieb hat ein Helferlein - ich verlasse mich mal wieder ganz auf Euch und Eure kleveren Ideen.
Es handelt sich zwar nicht um Modellbau, wohl aber um eine nette Bastelei:



Vor ein paar Jahren habe ich unseren Kids im Garten eine Seilbahn gebaut. Eigentlich ist es eine Laufkatze an einem Stahlseil, ähnlich vielen Spielplatzanlagen.
Nun folgte ein Podest als Startrampe auf dem Dach des Gartenhäuschens. Zudem ersetzte ich das sich stark dehnende Baumarktseil mit einem echten Kranseil vom Fachhandel. Tolle Geschichte - da sind die einzelnen Stahllitzen ellipsenförmig ausgeprägt. Resultat ist eine viel glattere Oberfläche. Auf gut Deutsch: das Ding geht ab wie jeck.



Allerdings ist die Konstruktion nicht ganz trivial. Bei relativ stramm gespannten Seil und 80 kg Last (Vaddern möchte ja auch mal...) wirken an den Anbindungspunkten 1,5 Tonnen Zugkraft! Daher auch die gezeigte aufwändige Stützkonstruktion.



Die Laufkatze selbst ist nicht weniger kompliziert. Sie besteht aus 2 MDF-Platten und kugelgelagerten Rollen. Die Rollenbahnen wurden zur besseren Führung stark konisch geschliffen.
An der Laufkatze können ruckzuck verschiedene "Anängsel" angebracht werden. Das reicht von einem Kleinkind-Schaukelsitz für den Jüngsten bis hin zum Ski-Tellerlift-Sitz. Am häufigsten nutzen die Kids aber die Handgriffe, um sich dann aus luftiger Höhe in den Pool plumsen zu lassen.

Nun zu Euch und zu der Hilfe, die ich von Euch brauche:
Das Zurückziehen ist auf die Dauer arg mühsam. Speziell, wenn zig Freunde da sind... Man ist halt doch kein geborener Skilift.
Also schwebt mir vor einen elektrischen Antrieb zu ergänzen. Am besten mit Fernbedienung. Alles Elektronische und Elektrische kann ich locker darstellen. Was ich brauche sind gute Ideen für den Antrieb selber.

Option 1 ist die Installation eines Antriebs am Balken der Startrampe. Hier schwebt mir ein Mechanismus wie bei einer Angelrute vor. Auf Knopfdruck wird ein Freigang eingelegt. Die Laufkatze fährt los und zieht ein dünnes Nylonseil mit.
Option 2 wäre noch cooler. Ein Antrieb, welcher direkt an der Laufkatze sitzt und diese über Gummiwalzen zurückführt.

Habt Ihr für mich ein paar gute Anregungen, was für Antriebssysteme man als Grundlage verwenden könnte? Alles im Spektrum zwischen 12 Volt Scheibenwischermotor und 230 V Industrieantrieb ist vorstellbar.
Der wesentliche Knackpunkt ist die Realisierun des Freigangs.

For jede Art von Tipp bin ich Euch riesig dankbar!

Gruß,
Johannes
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:bang: Woran ich sonst so bastele...

Speichenradfreak

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2

Freitag, 11. Mai 2012, 00:16

Hallo Jo,

nimm doch eine Freilauf-Fahrradnabe :hey:

Von einem Antrieb in der Laufkatze würde ich absehen - sofern das Seil gefettet
ist, wird es da schwierig mit der Haftreibung.

Grüße,
Martin
Beaker im Ruderboot

Segler für die lieben Kleinen

Bernd Breidscheids KAWASAKI

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Graubaer

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3

Freitag, 11. Mai 2012, 06:07

Mon Jo,
eine tolle Konstruktion hast du da gebaut – alles fürs Kind und Papa darf mit spielen . . . :tanz:

Zum Rücktransport fällt mir nur die bewährte Zweibeintechnik ein mit langem, Seil an der Rolle ein – aber die hast du ja wohl schon installiert. Von zusätzlichen Seilen würde ich abraten, da sie entweder durchhängen oder zu stramm gespannt wären – nix für Kinderhände. Bei einer Selbstfahrlösung kommt Gewicht für Batterei und Motor dazu, wobei dann für dich nach dem Grillen und dem Bierchen dann schnelll Starverbot ist :prost:

Um die Mühen :roll: aber etwas zu mildern, könntest du ja ein Laufband – ala Skihalle oder besser einen Sessellift :abhau: daneben bauen, mit dem sich dann auch das Klettern auf das Startpodest erledigt hat . . .

. . . und falls zu aufwendig, solltest du zumindest das Hochsteigen erleichtern, wobei mir dabei spontan die alten Fahrten aus dem Bergbau einfallen ;(

Werde die weitere Entwicklung verfolge.

Lieber Gruß
Dieter
PS: ich denke mal, das die Kinder am Ende selbst los lassen, oder sollte man auch über eine automatische Abwurf-Vorrichtung nachdenken :nixweis:
Mann kann über alles reden - nur nicht mit jeder 8o
... einfach tief Luft holen...

Kammerfeger

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4

Freitag, 11. Mai 2012, 08:25

Der JO und seine Gewerke..... FANTASTISCH :ok:

Also mein Rat kann zu so einer Konstrukiton nur lauten:

Am Ausgangspunkt einen mittleren bis schwerern Industriemagneten zu befestigen, welcher per Köpfchen ( an der Fernbedienung ) eingeschaltet wird.

Dieser "zieht" dir die Laufkatze ( bei entsprechender metallischer Beplankung ) unmerklich wie von "Geisterhand" gelenkt wieder zurück. :D

VORTEIL:

Nach dem erstmaligen Betätigen dieser "Rückführungsmethode" verfügst du nunmehr über ALLE ( im Laufe der Zeit ) verlegten Metallgegenstände, einschliesslich Nachbars Fahrrad, nebst dessen Kleinwagen, sowie diverese Schuckstücke. :abhau:

Nachteil:

nach Betätigen der Anlage wird es vermehrt zu Gartenfesten in DEINEM Garten und Pool kommen, um divere Gegenstände aus der Nachbarschaft wieder zurück zu führen. :abhau: :abhau: :abhau:

Bin schon gespannt auf weitere Ergebnisse.....

Graubaer

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5

Freitag, 11. Mai 2012, 09:56

. . . einen hab ich noch - speziell für die Großen Ihren Spass :baeh:
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Kammerfeger

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6

Freitag, 11. Mai 2012, 12:38

@Dieter

DAS ist die Ideallösung :ok: allerdings darf Jo dann das Gegengewicht ( 1 Euro-Palette mit rund 10-12 Zementsäcken ) untenrum nicht vergessen :abhau: :abhau:

Ergäbe dann auch gleich ne schöne "Absprung-Plattform" über dem Ziel ( auch Pool genannt ) :lieb:

Bochumer Kapitän

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7

Freitag, 11. Mai 2012, 14:30

Hallo Johannes,
vielleicht könnte man es auf die ganz einfache automatische Variante beschränken?

Dann würde ein kleiner elektrischer Antrieb mit Getriebe ja reichen, so in etwa wie ein Akku-Schrauber.
Das würde zumindest das Gewicht gering halten, was ja bei diesem Anwendungsbereich sinnvoll sein dürfte.
Außerdem wäre die Entnahme und das Aufladen des Akkus sehr einfach.
Durch automatisches Ein- und Ausschalten würde auch keine Tiefentladung zu befürchten sein.
Somit müsste man den "Transport-Antrieb" bei erreichen des Endpunktes automatisch abstellen.
Solange ein Gewicht am Schlitten hängt muss er auch abgeschaltet werden.
Den Abschalter für den Endpunkt würde ich so platzieren, dass er auch abschaltet, wenn das Seil Blockiert ist,
was ja auch mal durch eine Kinderhand am Seil passieren könnte.
Das Gewicht am Schlitten müsste dann auch den Schlitten freigeben.
Das könnte man mit Federn aber einfach aufbauen.

Ich hab da mal eine kleine Zeichnung zu meinen Überlegungen angefertigt:



Vielleicht hilft es ja ein wenig weiter.

lg,
Frank
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Graubaer

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8

Freitag, 11. Mai 2012, 17:54

@Frank,
die Idee gefällt mir, vor allem das mit dem Akku-Tausch. Bleibt zu hoffen, dass die Kapazität für die lange Strecke öfters ausreicht. Gefühlt hält so eine Ladung eigentlich lange, wenn man nur SPAX bohrt, aber das sind ja auch nur Minihübe.

Dazu fällt mir ein, dass Jo ja das Ganze auch über eine Fernsteuerung befehligen möchte , vor allem beim Jüngsten. Da könnte man dann noch eine Seilwinde einbauen, mit dem man den Jüngsten kurz mal in den POOL tauchen könnte - - - - wenn Mama nicht guckt :abhau:

Eine alternative wäre auch ein Raketenantrieb :verrückt: den man mit einem Sechser- Revolver-Magazin oben aufgsteckt und die jeweils oberste Rakete zündet beim Auftreffen auf den Endpunkt – sähe zu Sylvester :party: bestimmt irre aus :cracy:

Mal sehn, was mir sonst noch so einfällt. Immerhin wird hier eine große Last zu Tal befördert, die dann plötzlich weg fällt. Könnte man die bis dahin angefallene Energie z.B. mittels Schwungmasse umkehren, müsste es reichen, das ja relativ leichte Wägelchen wieder zurück zu bewegen . . . :nixweis:

. . . aber das klären :%: die Elektrophysiktechniker mal unter sich – vielleicht fällt ja auch jnoch ein bisschen Strom für eine Blinklicht ab :grins:

Lieber Gruß
Dieter
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Bochumer Kapitän

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9

Freitag, 11. Mai 2012, 18:24

@ Graubär:
Ich denke, das Transportieren von Kindern mittels Fernsteuerung ist in Deutschland vielleicht nicht ganz dem geltenden Recht entsprechend. :lol:
Ich denke, da sollte man im Interesse der Sicherheit der Kleinen keine Möglichkeit für Unsinn einbauen...

Aber das Problem mit der Akku-Laufzeit hat mir doch keine Ruhe gelassen.
Also gibt´s auch dafür eine Lösung.
Da hier Gewichtsersparnis am bewegten Gebilde vieles schwierig macht, bleibt nur eines übrig:
Der Schlitten muss am Ende automatisch einen Ladekontakt berühren.
Ob man da mit einem oder zwei Kontakten arbeitet dürfte egal sein, da ja das Stahlseil als Rückleiter fungieren kann.
Die Rückholgeschwindigkeit des Schlittens sollte auch nicht zu hoch gewählt werden, um Unfällen vorzubeugen.
Somit reicht für die Motorisierung bereits ein recht kleiner Motor mit dementsprechendem Getriebe.

lg,
Frank
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jo-loom

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10

Freitag, 11. Mai 2012, 18:38

Hallo Ihr Lieben,

hab ich's doch gewusst: auf Euren Einfallsreichtum kann man sich jederzeit verlassen!
Wenn ich auch in der Sache noch nicht so richtig weiter bin, so fühle ich mich doch bestens unterhaltn :prost:
Freilich wundert mich, dass in Zeiten der Elektromobilität noch nicht der Vorschlag vollständiger Rekuperation mit Rückgewinnung der Energie und Speicherung über Power Caps kam...

Doch der Reihe nach:

@ Speichenradfreak:
Der Ansatz mit Verwendung von Fahrradteilen ist prima. Hatte ich noch gar nicht dran gedacht. Einzig die Richtung des Freilaufs bei einer Fahrradnabe ist verkehrt herum. Bei mir muss sie ja nach Auslösung entgegen der Antriebsrichtung wirken. Halt so wie bei ner Angel-Trommel.
Das Kranseil ist übrigens tatsächlich gefettet mit einem nahezu Harzartigen Matsch. Ich hoffe, dass es den mit der Zeit rauswäscht.

@ Graubär 1:
Die von Dir beschriebene Zweibeintechnik ist bis zur Perfektion ausgereift. Kommt aber aufgrund von Konditionsmangel des Zweibeins bös an ihre Grenzen...
Die Installation der Technik in der Laufkatze wäre kein Problem. Das Teil kommt jetzt schon auf gefühlte 10 Kilo. Zudem hilft Masse beim Beschleunigen bergab.
Dein Ansatz mit Ski-/Sessellift ist gar nicht dumm. Jeden Winter, wenn wir hier im Ort mit Hunderten von Kids am Rodelberg stehen, reizt es mich so nen kleinen Kinderlift zu installieren. Wäre bestimmt der Mega-Knaller.
Im Übrigen richtig vermutet: die Kids lassen selber die Griffe los, wenn sie über den Pool schweben. Ist ein Fenster von etwa 1,5 Sekunden. Wenn man das Seil lockerer macht. dann hängt es in der Mitte genau überm Pool durch. So können sie auch von der anderen Seite auf einem kleinen Sprungbrett Anlauf nehmen und starten.

@ Kammerfeger:
Klasse Idee! Wir haben in ca. 5 km Entfernung ein Altenheim. Bestimmt freuen sich dann die Insassen mit Herzschrittmacher wie Harry, wann immer der Magnet anzieht.
Da er ja meist bei Tag betrieben würde, ist es auch nicht so schlimm, wenn in diesem Augenblick im Ort das Licht ausgeht.
An der anderen Grundstücksseite ist ein Friedhof. Bestimmt kommt auch da einiges Interessante zu Tage...

@ Graubär 2:
Deine Evil Knievel Lösung ist der Megahammer! Werd ich direkt den Kids zeigen!
In Ebay gibst günstig für nen Hunni aus Asien Pocket-Bikes, also absolut vorbildtreue Mini-Motorräder. Würde dann direkt die ersten Stunts auf dem Hochseil gestatten.

@ Kammerfeger 2:
Da braucht's keinen Ballast unten dran. Wenn ich mich oben aufs Moped setz, dann hab ich derart die Hosen voll, dass ne gute Balance gegeben ist.

@ Frank:
Sag mal: schämst Du Dich nicht mit Deinem einzigen ernsthaften Vorschlag hier das Niveau der Runde zu versauen???
Also - Endschalter ist gar kein Problem. Ich hab da noch sogenannte Reflexions-Lichttaster aus der Industrie-Sensorik. Diese sprechen per Infrarot verlässlich auf z. B. 500 mm an.
In Sachen Klemmschutz hast Du natürlich recht. Ließe sich aber auch über Sensorik (kontaktlos oder Federkontakte) umsetzen.
Mein eigentliches Problem ist der elektromechanische Antrieb. Wie bekomme ich die erforderliche Kraft / das Drehmoment in den gut30 mm breiten Innenraum der Laufkatze? Dazu dann noch der erforderliche Anpressdruck der Treibrolle...
Ich hab allerdings prima Erfahrung gemacht mit einer Kistenrolle, bei der ich das Laufgummi per Bohrmaschine mit Hohlkehle versehen habe (ähnlich Drehbank). Die Oberfläche klebt prima am Stahlseil.

@ Graubär 3:
Hör ich da womöglich nen kleinen Kinder-Hasser raus? So vonwegen untertauchen? So spreche ich sonst nur über Katzen...
Dein Vorschlag mit dem Raketenantrieb reiz mich sehr. Ich hab noch ne Ladung Sylvesterböller rumliegen, mit denen ich pyrotechnische Basteleien für den Modellbau machen wollte. Vieleicht stopfe ich mal eine Rakete seitlich an die Laufkatze und schaue, was passiert.
Du bist Dir aber bewusst, dass ich Dich in den USA verklagen könnte, wenns schief geht :!!

@ Frank 2:
In punkto Laden bin ich ganz entspannt. Da gibts aus meiner Sicht viele Möglichkeiten. Entweder rascher Akku-Wechsel über Schacht mit Federkontakten oder Induktivladung am Fahrtende.
Ach ja: NEIN!!! ich werde nicht das Stahlseil unter Hochspannung setzen.

Herzlichen Dank schon mal Euch allen!
Johannes
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11

Freitag, 11. Mai 2012, 20:32

Hallo Jo,
danke für die Fußsohlen-Betrachtung, liest man doch immer wieder gerne; freut mich auch, das du den Kid´s das Bild zeigst und hoffe, das sie dich nie wieder damit in ruhe lassen :lol:

Außerdem hab ich mir Gedanken über Schwungmassen gemacht und wollte eh ein bischen im DRAW experementieren - schau mal genau hin


Lieber Gruß
Dieter
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jo-loom

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12

Freitag, 11. Mai 2012, 20:45

Hallo zusammen,

jetzt gibt es erst noch einmal ein paar Detailbilder:

Zunächst einmal die Kistenrolle, die ich als Umlenkung am oberen Ende der Stützbalken nutze. Da ich ganz am Ende des Seils eine Spannvorrichtung einsetze (M12-Gewindestange), wollte ich das Kranseil gerne auf rollenden Böcken abstützen:



Mit einer 8er Maschinenschraube ins Bohrfutter eingespannt kann man prima eine Hohlkehle in die Gummi-Laufbahn schleifen. Anschließend ergibt sich eine beträchtliche Reibung zwischen Gummilaufbahn und klebriger Kranseiloberfläche:



Hier eine halbwegs gerade Seitenansicht zur Verdeutlichung der Abmaße. Ausnahmsweise mal mit Zollstock statt Cent-Stück. Oooops - in der Lehre gabs ja mal ne Prüfungsfrage in Fachkunde - da bekam man beigebracht, dass da gute Stück "Gliedermaßstab" heißt. Ein Kreuzchen bei Zollstock und Bleistift gab nen Fehler! Letzteres heißt nämlich Grafitschreiber... Die spinnen, die Römer.



Als Letztes dann ein Blick von unten ins Innere der Laufkatze. Sorry - gegen den Himmel knipsen war nicht ganz einfach bei dem strahlenden Sonnenschein heute:



Später dann folgt eine erste Prinzipskizze dessen, was die grauen Zellen gegenwärtig hergeben.

@ Dieter:
Dein Vorschlag hat ja schon eine gewisse Genialität (wie immer...)!
Falls Du es nicht wusstest: Porsche setzt / setzte bei neuesten Hybrid-Rennfahrzeugen auf dem Beifahrersitz exakt solch einen Energiespeicher auf Basis einer rotierenden Masse ein. Auch Williams in der F1 liebäugelte lange mit der mechanischen Zwischenspeicherung der Bremsenergie statt der Pufferung in Batterien / Kondensatoren.
Meine einzige Bedenken-Überlegung: die Schwungmasse müsste aufgrund des hohen Gewichtes unterhalb des Seils sitzen, da andernfalls die Laufkatze kopfüber kippt.
Das Konzept finde ich aber extrem reizvoll!

Gruß,
Johannes
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Graubaer

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13

Freitag, 11. Mai 2012, 21:16

Zitat von »jo-loom«

Meine einzige Bedenken-Überlegung: die Schwungmasse müsste aufgrund des hohen Gewichtes unterhalb des Seils sitzen, da andernfalls die Laufkatze kopfüber kippt.
Das Konzept finde ich aber extrem reizvoll!


@Johannes,
vielen Dank . . . und nur mal ein Gedankenblitz: Setz doch einen zweiten Wagen dafür ein, der zieht oder schiebt :nixweis:

Also zwei Achsen wie bisher, über den Achsen der Lastpunkt, der über eine Stange auf eine dritte Rolle unten dem Seil vor der 2. Acshe . . . . ich mal es nochmal eben auf :abhau:

Lieber gruß
Dieter
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Bochumer Kapitän

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14

Freitag, 11. Mai 2012, 21:50

Hallo Johannes,
hier mal ein etwas veränderter Aufbau, der die Probleme minimieren sollte.

Geändert wurde hier vorrangig die Aufhängung des Antriebsrades (Blau) in eine Federgestützte (Rot) Schwinge (Olive).
So ist ein einfacher Aufbau möglich, der sicher das Seil erfasst.
Mit dieser Antriebsrollen-Aufhängung kann ein erhöhter Andruck gewährleistet werden.
Das Gewicht, das zum Lösen erforderlich wäre, muss nur etwas mehr als die Hälfte betragen.

Der Antrieb wird dabei von einem Drehmomentstarken Elektromotor (Türkis) über eine Schnecke (Orange) auf das Zahnrad (Rot) des Antriebsrades (Blau) übertragen.
So ist ein kleiner, leichter und dennoch Zugstarker Antrieb einfach umzusetzen.



Bei der Berechnung des maximalen Andruckes sollte das Gewicht des kleinsten Kindes ausschlaggebend sein.
(bei Kindern mit weniger als der Hälfte des Gewichtes entsprechend des Andrucks bekommst du eine Kindertransportmaschine... :lol: )
Ansonsten sollte diese Umsetzung schon extrem Sicher sein.

lg,
Frank
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Graubaer

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15

Freitag, 11. Mai 2012, 21:50

Hier die Skizze
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jo-loom

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Freitag, 11. Mai 2012, 22:19

Hallo nochmal,

wiederum ein dickes Dankeschön für die tollen Ideen. Wäre ich stolzer Besitzer einer Drehbank (und etwas besserer Metaller-Kenntnisse), dann würde ich mich sofort an die Umsetzung der Graubär-Idee begeben.
Dummerweise muss ich aber mit vergleichsweise einfachen Bearbeitungsschritten hinkommen (bohren, sägen, schleifen etc.).

Ich hab jetzt mal meinerseits einen ersten Lösungsansatz skizziert. Im Grundprinzip greift es den Vorschlag von Frank auf, lediglich stark vereinfacht.
Prinzipiell braucht der Antrieb nur die Laufkatze selber antreiben. Bei der Rückfahrt (gehen sie zurück zu LOS, gehen sie nicht über START, ziehen sie nicht 4000 Euro ein...) wird keine Last (Kids, Vaddern) an der Laufkatze hängen.



Der Antrieb besteht in diesem Konzept aus einem geeigneten 12-Volt-Gleichstrommotor mit angeflanschtem Getriebe (z. B. Planetengetriebe). Auf der Achse sitzt eine Schnecke, die die Bewegungsrichtung über ein passendes Zahnrad um 90° umsetzt. Das ganze Gebilde wird auf einem Montagebügel montiert und ist um einen exzentrisch angeordneten Punkt drehbar. Eine Spiralfeder sorgt für eine starke Vorspannung. Aufgrund der Hebelgesetze ergibt sich eine starke Haltekraft in den Endlagen.
Drückt man per Hand den rechts angeordneten Knauf nach unten, so aktiviert ein Schalter den Antrieb. Zugleich schnappt das Chassis in die zweite Endlage. Die Reibrolle drückt nun gegen das Kranseil.



Bei Erreichen der Endposition detektiert ein Positionssensor ("Reflexions-Lichttaster") das Ende der Fahrt und schaltet den Motor ab. Aufgrund der Selbsthemmung im Schneckenantrieb und der wirkenden Reibung der Treibrolle verbleibt die Laufkatze in der erreichten Stellunng.
Schiebt man nun per Hand den Kugelknauf nach oben, so löst sich der Antrieb und man kann mit der Laufkatze reibungsfrei talwärts düsen.

Das alles ist aber gerade mal das Anfangsstadium der Überlegungen.
Wichtig zum Verständnis:
Die Treibrolle hat bereits nahezu die Breite des Spaltes in der Laufkatze. Ich kann seitlich also keine Zahnräder etc. dransetzen. Die 30 mm Luft reichen gerade mal für schlanke Motoren mit längs angeflanschten Getrieben.

Soweit mal die Projekt-News. Alles Gute,
Johannes
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Freitag, 11. Mai 2012, 23:45

Hallo Johannes,
ein wirklich schöner Entwurf, der sicherlich auch mit einfachen Mitteln umzusetzen ist.
Allerdings sehe ich ein Problem:
Da die Antriebsrichtung in Drehrichtung der Umschaltung liegt, kann ein Wackeln an der Katze die Umschaltung auslösen.
(Eine Vor / Zurück Bewegung verschiebt ja das Antriebsrad und kippt womöglich den Mechanismus).
Da ja bei einer Benutzung "mit angehängtem Kind" von undefiniertem Verhalten ausgegangen werden kann,
sollte hier eine Absicherung erfolgen.
Einfacher wäre es aber, wenn die Umschaltung zum Zurückfahren durch das Loslassen des Kindes erreicht würde.
Dabei würden sich, außer der einsetzenden Rückfahrt, keine Risiken ergeben.
Da ja ein automatischer Stop bereits eingeplant ist, wäre somit ein automatischer Start die simpelste Lösung.
Ich halte den "vollautomatischen" Aufbau nicht für komplexer als den Aufbau mit per Hand zu betätigendem Umschalter.
Spätestens, wenn beim Umschalten per Hand noch Sicherungen eingebaut werden müssten,
um sicherzustellen, dass kein Kind mehr "anhängt", würde dieser Aufbau um einiges komplizierter werden.

lg,
Frank
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18

Samstag, 12. Mai 2012, 23:39

Hallo zusammen,

Heute hab ich mal feste im Netz gewühlt und bin schlussendlich fündig geworden. Ein viel versprechender Antrieb. Das Teil stammt aus der Schiebedachsteuerung des FORD Explorers:



Der 12 Volt Gleichstrommotor wird mit 120 U/min angegeben. Dies entspricht bei einem Antriebsrollendurchmesser von 80 mm etwa einer Fahrgeschwindigkeit von 0,5 m/s für die Laufkatze. In ca. 30 bis 40 Sekunden wäre sie also bis zum Startpfosten zurückgeführt. Der Strombedarf ist mit 1,2 A durchaus vertretbar. Bei einem 2800 mAh Akku ergäbe dies rechnerisch ca. 210 Fahrten bei einer Akkuladung.
Die Herausforderung ist nun den Antrieb in geeigneter Weise an die Gummirolle zu koppeln. Größtes Handicap hierbei ist der schmale Bauraum, der keinerlei seitlichen Zahnräder, Ketten oder Riemen zulässt:



Ein besonderes Schmankerl verkörpert die am Antrieb installierte Elektronik. Sie bietet neben Vorwärts- und Rückwärtbetrieb auch noch eine Einklemmschutzfunktion. Da werde ich wohl mal feste testen müssen. Vielleicht lässt sich ja diese Schaltung sinnvoll nutzen:



Dank Internet findet man mit ausreichend Geduld einen Haufen Infos zu der Antriebseinheit inklusive komplettem Schaltplan zum Steuerungsmodul.

Soweit mal die Neuigkeiten. Aktuell wühle ich nach geeigneten Verbindungelementen von dem großen schräg verzahnten Zahnrad des Antriebs zur Gummirolle. Eine Idee sind alte dünne Metallzahnräder größeren Durchmessers aus frühen Märklin Metall Bausätzen. Mal schaun...

Euch allen einen schönen Sonntag,
Gruß,
Johannes
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Kammerfeger

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Sonntag, 13. Mai 2012, 10:14

@ Jo

um welche Länge der Strecke handelt es sich?
also wie lang ist der Weg der Katze?
welches Gewicht hat die Katze bislang?

ich könnte mir hierbei tatsächlich eine Rückführung über ein "Zusatzseil" vorstellen, welches nach dem Prinzip einer (elektirschen) Angler-Rolle funktioniert.
Es gibt aus dem Bereich der Fischerei, ja einige sehr starke Anglerschnüre, welche zum Hochseefischen verwendet werden.
Und ein fernbedienbarer Betrieb zum auslösen, bzw. aufrollen, sollte für dich ja kein Problem darstellen.

Eine Verletzungsgefahr der "Passagiere" wäre ebenfalls aus zu schliessen, das das "Fangseil" beinahe anliegend am Tragseil ( also am obersten möglichen Ende der Katze ) verlaufen würde.
Es wäre allerdings darauf zu achten, dass die Fangleine nicht zum Durchhängen neigt. da sollte eine "Spannvorrichtung" mit einbedacht werden.

jo-loom

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20

Sonntag, 13. Mai 2012, 13:27

Ein herzliches Hallo vom Hofkehrer an den Kammerfeger,

das gesamte Kranseil hat eine Länge von 26 Meter, die Fahrstrecke beträgt grob abgelaufen knappe 20 Meter.
Das Laufkatzengewicht kann ich ebenfalls nur grob schätzen. Aufgrund der 20 mm dicken und recht massiven MDF-Platten und der zahllosen Metallverbindungsteile vermute ich mal 5 bis 8 Kilo. Die Reibung ist recht gering, immerhin sitzen kugelgelagerte Rollen drin. Die mesite Zuglraft kommt sicherlich von dem Bergaufstück ganz zu Beginn der Fahrtstrecke.

Zu Beginn dachte ich ja auch an eine Lösung mit Zugseil und Anglerrollenmechanismus.
Mittlerweile aber finde ich den Ansatz mit Integration des Antriebs in der Laufkatze und Speisung über einen Akku viel charmanter.
Sobald der zuvor Antriebsmotor da ist, werde ich mal ein bisschen tüfteln und ein erstes grobes Package aufzeichnen. Im Grunde genommen hab ich aktuell nur noch ein Thema zu lösen: Die Zahnradverbindung von dem schrägverzahnten Kunststooffrad im Getriebemotor zu der Kisten-Gummirolle. Hierzu bin ich fest im Netz am stöbern - in der Hoffnung eine günstige gut geeignete Zahnradpaarung (großer Durchmesser, geringe Dicke, nutzbarer Befestigingsflansch) zu finden.

Gruß,
Johannes
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21

Sonntag, 13. Mai 2012, 17:36

Hallo Johannes,
Klasse Antrieb!
Wenn du mit einer Übertragung mit Keilriemen oder Kette arbeiten würdest, könntest du es sehr schmal hinbekommen.
Dann wäre ein Einbau wohl kein Problem mehr.

Ist die integrierte Abschaltautomatik eine Überlast-Abschaltung?
Die könnte dann, aufgrund der zum Ende der Strecke (höhere Steigung) stärkeren Kraftanstrengung zu früh auslösen,
bzw. im früheren Bereich trotzdem quetschen.
Ich würde als Abschaltmechanik eine Platte, durch die das Seil läuft vorschlagen.
Also eine als Klappe angelegte, auf einen Schalter drückende Ausführung am oberen Bereich der Katze.
So wäre um das Seil herum alles gut geschützt.

lg,
Frank
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Samstag, 2. Juni 2012, 21:33

Zugeschaut und mitgebaut - Wettringer Tipps in ihrer Umsetzung...

Seid gegrüßt zusammen,
nachdem Ihr mir so toll mit zahlreichen Tipps geholfen habt, möchte ich Euch doch wenigstens mal auf den neusten Stand bringen in Sachen elektrischer Laufkatzen-Antrieb.

Als erstes bin ich mal zunächst mit der Flex, anschließend mit der Dremel und zu guter Letzt mit dem Tellerschleifer dem Schiebedach-Antrieb an die Wäsche gegangen.
Resultat ist ein reiner Antriebsmotor mit sauberem, planen Front-Flansch. Dazu gibts kostenfrei noch nen Haufen Müll:



Getreu dem Motto "das Glück ist mit die Dummen" fand ich nach kurzer Suche ein Bundkugellager, welches exakt ins 19er Loch des Alu-Druckgussteils passte und natürlich auch genau die richtig Innenweite für die Welle mitbrachte. Der Aus- und Einbau des Front-Flansches vom Motor geht relativ simpel, hat man einmal erst die 4 Stahllaschen abgehebelt. Mit etws Loctite sollte das Lager nun sicher halten:



Die Gummirolle / Kistenrolle habe ich mit einer Schlossschraube in die Standborhmaschine gespannt und freihändig mit einem Metallsägeblatt mittig halbiert. Ging erstaunlich gut.
Dann kamen diverse Kreisscheiben dran, allesam aus 9 mm dicker MDF-Platte mittels Lochsäge ausgeschnitten. Auch hier diente die Standborhmaschine als Drehbank des kleinen Mannes. Mit etwas Sorgfalt lässt sich recht genau arbeiten.
Das schrägverzahnte Ritzel aus dem Schiebedachantrieb hab ich mit verschiedenen Dremel-Fräsern hohl gefriemelt. Dabei ließ ich 4 Stege stehen, die nun in Schlitzen der mittleren Scheibe geführt sind. Damit kann das Zahnrad in keinem Fall durchdrehen:



Zusammengebaut schaut das Ganze dann so aus - mit dabei noch die zwei Hälften der ehemaligen "Felge":



Der Stapel aus 3 MDF-Platten-Kreisscheiben ist mit 4 M4-Senkkopfschrauben verschraubt. An beiden Seiten sitzen zudem noch 1,5 mm dicke Scheiben aus Leiterplattenmaterial (GFK), die die Rollengummis nach außen stützen. Die Rolle wird übrigens beidseits über Kugellager geführt.
Im Bild ist auch schon mal gezeigt, wie der Spindelantrieb in die Rolle "einsticht":



Die Wangen der Rollengummi-Hälften habe ich ein bisschen gefast - eigentlich sind es sogar angedeutete Hohlkehlen. So etwas geht super einfach, wenn die Rolle in der Standborhmaschine eingespannt ist und man Schleifpapier, welches über einen Bohrerschaft gewickelt ist, in den Zwischenraum hält. Ein erster Versuch hat ergeben, dass die Rolle wunderbar am Stahlseil zu kleben scheint:



Zum Schluss dann noch mal eine Ansicht von oben, so wie der Antrieb später in der Laufkatze montiert sein wird. Lediglich der Motor wird noch um 90 Grad gedreht, damit er schlanker ist. Die Spindelwelle mit 8 mm Durchmesser liegt also im Schlitz zwischen den beiden Gummirollen-Hälften, welche sich dann an das 10er Stahlseil schmiegen:



Als nächstes folgt das gesamte Chassis, was den Motor und die Rolle hält. Vermutlich fertige ich das ebenfalls aus 1,5er-Leiterplattenmaterial, damit die Einheit am Ende so schlank wie möglich ist. Dieses Material ist reichlich stabil, lässt sich prächtig bearbeiten und gestattet zudem super leicht Querstreben und Befestigungen einzulöten.
Das gesamte Chassis soll dann später über einen Exzenterpunkt drehbar gelagert sein. Wird hoffentlich noch alles kommen...

Zugegeben - war nicht wirklich Plastikmodellbau. Macht aber gewaltig Gaudi und hat was mit Brasselei zu tun - von daher dann doch nicht so weit entfernt vom Kern-Hobby.
Ich hoffe es war mal ne lockere Zwischendurch-Unterhaltung,
machts gut,
Johannes
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:bang: Woran ich sonst so bastele...

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23

Sonntag, 3. Juni 2012, 01:43

Hallo Jo,

wie erwartet wieder blitzsaubere Arbeit, Reschpekt! Nur ein kleiner Einwand: wäre es nicht
besser gewesen, die Hälften der Gummirolle zu vertauschen (also geringerer Durchmesser
bzw. ehemalige Außenseite innen)?

Nur so als Tipp...

Grüße,
Martin
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jo-loom

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24

Sonntag, 3. Juni 2012, 10:40

Moin Martin,

offen gestanden hatte ich ein Drehen der Rollen um 180° gar nicht in Erwägung gezogen.
Aufgrund Deines Vorschlags hab ich es mir mal angeschaut:

Vorteile:
- Im Zentrum gäbe es mehr lichte Weite - die Gefahr des Schleifens von der Spindelachse am Gummi ist geringer bzw. auf die Wulst im Außenradius beschränkt.

Nachteile:
- Der wirkende Antriebsradius wird durch die Schräge etwas geringer - damit verliere ich noch mehr Speed (bereits jetzt braucht das Teil rechnerisch 30 bis 40 Sekunden für die Wegstrecke)
- Die Außenwulst würde nur von unten am Stahlseil reiben, nicht wie jetzt das Stahlseil beidseitig umklammern (andernfalls würde der Wirkradius noch geringer werden)
- Ich bräuchte außen noch eine weitere Scheibe, die die Gummis gegen Runterrutschen von der MDF-Platte sichert

In der Summe kann ich noch keinen gravierenden Vorteil sehen - lasse mich aber gerne eines Besseren belehren.
P.S.: Selten hab ich ne eigene Drehbank so schmerzlich vermisst, wie bei dieser Bastelei... (war aber zu stolz Dich um Hilfe zu fragen :will: ) - Speziell den Schaft der Spindelachse hätte ich gerne ein bis zwei Millimeter schmäler gedreht.

Gruß,
Johannes
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25

Sonntag, 3. Juni 2012, 10:57

Hallo Jo,

mein Gedanke war, daß das Seil, sollte es mal durch äußere Einwirkungen seitlich
versetzen, automatisch wieder in die Mitte der Rolle rutscht. Bei deiner Version
könnte es sein, daß das Seil nach dem Abrutschen außen an der Rolle hängen bleibt.
Aber das ist nur graue Theorie, vielleicht hast du ja eine Seilführung vorgesehen,
welche den Draht in die Rolle zwingt.

Und mit dem Speed hat du natürlich recht, da ist es sinnvoll, den größeren
Durchmesser zu wählen.

Beim Spindelschaft kann ich dich beruhigen, der dürfte gehärtet sein, da ist selbst
die beste Drehbank machtlos.

Hast du eigentlich mal die Drehzahl der Spindel gemessen? Schneckengetriebe wollen
gut geschmiert sein, da kann es sein, daß das Fett durch die Gegend geschleudert
wird und die Reibrolle einfettet - eventuell solltest du da eine kleine Abdeckung
einbauen.

Ansonsten: weiter so, verfolge den Bericht mit äußerster Spannung!

Viele Grüße,
Martin
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26

Sonntag, 3. Juni 2012, 11:32

Hallo nochmals, Martin,

zunächst einmal:
Die Rolle dreht mit etwa 2 Umdrehungen pro Sekunde. Bei 60 Zähnen am Schneckenrad ergibt das eine Motordehzahl von 120 U/s, also 7200 U/min.
Gilt für 12 Volt. Ich überlege statt einem Bleigel-Akku mit 12 Volt einen LiPo-Block mit 14,4 Volt reinzuhängen - gäbe noch einmal 20% mehr Speed.
Der Wirkdurchmesser der Gummirolle liegt bei etwa 70 mm. Ergo 220 mm Fahrweg pro Umdrehung. Damit ergibt sich als Fahrgeschwindigkeit 440 mm pro Sekunde, oder auch 0,44 m/s bzw. 1,6 km/h.

Hinsichtlich Seilführung mache ich mir keine Sorgen. Das Stahlseil läuft recht gut zentriert in den zwei Hohlkehlen der beiden Laufrollen. Die Antriebsrolle wird ja dazwischen sitzen. Das sehr steife Stahlseil mit 10 mm Durchmesser ist auf diesem Stück beinahe vergleichbar zu einem Rundstahl.

Mit der Schmierung sprichst Du natürlich ein Mega-Dilemma an. Entweder gute Schmierung mit reichlich Fett und dafür durchrutschendes Seil aufgrund Panscherei - oder halt "full risk" und den ganzen Krempel trocken laufen lassen.
Generell wäre mir eine Lösung mit außen liegender Zahnradübersetzung lieber gewesen - die hätte aber direkt breiter gebaut und mich gezwungen den Abstand der Laufkatzen-Platten noch weiter zu erhöhen.
Der ganze Ansatz hat ein bisschen was von Jugend forscht. Ist ein Versuch, bei dem ich die Erfolgschance bestenfalls auf 50% setze. Aber irgendwie muss man ja halt mal anfangen.

Was mir persönlich bei der jetzigen Lösung sehr gut gefällt, ist die extrem kompakte Bauform. Alles andere wäre komplexer und würde mehr Einbauraum beanspruchen.
Zudem wollte ich mit möglichst einfachen und robusten Bauteilen auskommen, ohne wieder zig Dinge speziell kaufen oder fertigen zu müssen.

Erfahrungsgemäß kann es aber gut sein, dass in alter Manier noch Lösung 2 bis 7 folgen werden...

Schaun mir mal da san mir scho,
Cheers,
Jo.
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