Hubbett im Wohnmobil mit CNC-Technik

Materialien, Dimensionierung, Lineartechnik..
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propofol
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Hubbett im Wohnmobil mit CNC-Technik

Beitrag von propofol » 10.10.2021, 23:51

Liebe CNC-Gemeinde,

ich komme hier mal aus einem "fachfremden" Bereich in Euer Forum, weil ich glaube dass Ihr Euch mit der Thematik "Positionierung der Z-Achse mit Kugelumlaufspindel" am besten auskennt.
Konkret möchte ich in einem Wohnmobil ein Hubbett von der Decke in Schlafposition herunterfahren. Dafür wollte ich an allen 4 Ecken des Bettes eine SFU1605 Kugelumlaufspindel für das hoch- und runterfahren montieren (entsprechend einer Bewegung in Z-Achse des Werkstücktisches bei einem 3D-Drucker oder eine CNC-Maschine).
Habe die Dimensionierung der Kugelumlaufspindeln vor längerer Zeit mal mit einem Online-Tool berechnet und mit vier Spindeln sollten die auch nicht verbiegen, wenn das Bett belegt ist.
Als nächstes müsste ich mir über den Antrieb Gedanken machen. Ich wollte für den synchronen Betrieb aller vier Spindeln einen Schrittmotor je Spindel verwenden (also ebenfalls vier Schrittmotoren). Auf eine Konstruktion mit Riemen etc. wollte ich verzichten.
Wie würdet Ihr die Schrittmotoren dimensionieren bzw auf was für ein Modell würdet Ihr zurückgreifen?

Folgende Anforderungen sollte er erfüllen: Er sollte das leere Bett inkl. Matratze und Bettzeug bequem ohne Schrittverlust anheben können, ein belegtes Bett müsste er aus meiner Sicht nicht unbedingt hochfahren können. Was er aber nicht können soll: Er soll nicht so viel Kraft haben, dass das Bett zu einer Saftpresse umfunktioniert wird, sprich er sollte uns bei einer Fehlfunktion nicht an der Decke zerquetschen können. (natürlich wird es da noch elektronische Sicherheitsvorkehrungen geben - aber man weiß ja nie - und am sichersten wäre es aus meiner Sicht, wenn der Motor dazu von mechanischer Seite gar nicht in der Lage wäre. Das Bett wird ca. 200x180cm groß werden und das Grundgerüst wird aus Bosch-kompatiblen Alu-Systemprofilen gebaut werden. Ich schätze, dass das leere Bett somit nicht mehr als 20kg wiegen wird. Die Motoren sollten also vielleicht 50kg über die Kugelumlaufspindeln heben können, aber keine 200kg. Die Geschwindigkeit spielt dabei nahezu keine Rolle. Andererseits sollte er in der Lage sein, dass Bett unter Belastung mit 200kg in dieser Position zu halten (ist ein Kugelumlaufspindelantrieb eigentlich selbsthemmend wie ein Schneckenantrieb?).

Bei Pollin gäbe es diverse günstige Schrittmotoren. Hatte dabei an ein Modell mit 5V gedacht um evtl Treiberplatinen für den Raspberry PI verwenden zu können (sofern die den entsprechenden Strom auch vertragen).
Konkret bin ich z.B. bei Pollin auf folgenden Schrittmotor gestoßen: Schrittmotor, JOY-IT, NEMA17-08GM, 42SH0024-4PL1, 3,5Nm, 5,12V, 0,84A, 43x43x75, Bestellnr.: 310855, EAN: 4250236821757. Gemäß den Angaben hätte der 3,5Nm (max. zuläss. Haltemoment: 3,5 Nm, max. zuläss. Drehmoment: 6 Nm, Schrittmotor Haltemoment: 0,28 Nm). Wie gesagt sollen vier davon zum Einsatz kommen. Wäre das OK oder vielleicht sogar überdimensioniert?
Für Tipps zu passenden Treibern (z.B. Nema17 Schrittmotortreiber, ACT Motor GmbH, DM420, 12 - 36 VDC, <2.0 A) wäre ich ebenfalls dankbar.

Ich hoffe ich habe verständlich genug beschrieben wie der Aufbau aussehen soll und bin auf Eure Tipps / Vorschläge gespannt.

Viele Grüße

Uwe

MagnusP
Beiträge: 27
Registriert: 20.06.2021, 21:55

Re: Hubbett im Wohnmobil mit CNC-Technik

Beitrag von MagnusP » 11.10.2021, 12:32

Andererseits sollte er in der Lage sein, dass Bett unter Belastung mit 200kg in dieser Position zu halten (ist ein Kugelumlaufspindelantrieb eigentlich selbsthemmend wie ein Schneckenantrieb?).
Das würde ich so nicht machen. Bau lieber ein "Gegenstück" am Boden, wo das Bett "einrastet" und wo da Bett fixiert werden kann. Das die Kugelumlaufspindeln ja auch irgendwo sein müssen, gibt es sicher auch Platz für sowas. Im Schlaf bewegst du dich ja viel (Mal ganz abgesehen von anderen Aktivitäten) und das bedeutet 1. dass das Bett wenn es frei hängt oder ur auf KUS steht, schwingt wie eine Hängematte (Auch beim Ein-und Aussteigen nervig) und 2. dass du die ganze Zeit Stöße auf den Spindeln hast. Und so selbsthemmend sind Kugelumlaufspindeln definitv nicht, dass du nicht am nächsten morgen an einer Ecke ein paar Zentimeter tiefer liegen würdest.

Fürs Rauf- und Runterfahren taugt die Idee vielleicht, aber das ist auch das einzige was ich damit machen würde. Soll heißen, auch an der Decke würde ich eine Arretierung bauen, sonst schaukelt sich das Bett über ein paar Stunden Fahrt nach unten.

Ich weiß auch nicht ob Kugelumlaufspindeln hier wirklich eine gute Wahl sind. Im CNC-Bereich werden die hauptsächlich wegen ihrer Präzision unter Belastung benutzt, aber Präzision spielt hier ja eigentlich keine Rolle.

Viel Erfolg.

propofol
Beiträge: 2
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Re: Hubbett im Wohnmobil mit CNC-Technik

Beitrag von propofol » 11.10.2021, 21:27

Hallo Magnus,
Fürs Rauf- und Runterfahren taugt die Idee vielleicht, aber das ist auch das einzige was ich damit machen würde. Soll heißen, auch an der Decke würde ich eine Arretierung bauen, sonst schaukelt sich das Bett über ein paar Stunden Fahrt nach unten.

Ich weiß auch nicht ob Kugelumlaufspindeln hier wirklich eine gute Wahl sind. Im CNC-Bereich werden die hauptsächlich wegen ihrer Präzision unter Belastung benutzt, aber Präzision spielt hier ja eigentlich keine Rolle.
vielen Dank für Deine Antwort. Über eine mechanische Arretierung in den Endpositionen hatte ich auch schon nachgedacht.
Dass das mit den Kugelumlaufspindeln "Perlen vor die Säue schütten" ist und diese für diesen Zweck eigentlich viel zu wertvoll sind, ist mir auch klar. Eine Zusätzliche Führung hatte ich mit Profilgleitern geplant um Schwingungen und Kräfte quer zur Achse zu minimieren.

Leider sind mir keine besseren Alternativen eingefallen die so viel kostengünstiger gewesen wären. Andere Linearantriebe scheinen ja auch nicht billiger zu sein und ein einfacher Seilzugantrieb mit Rollomotoren erschien mir wieder zu windig. Welche Alternativen würdest Du sehen?

Und falls ich bei den Kugelumlaufspindeln mit zusätzlicher Arretierung bleiben sollte: Gibt es da ein Tool zur Berechnung der Motoren? (Leider weiß ich die Steigung der Kugelumlaufspindeln nicht auswendig).

Viele Grüße

Uwe

Willhelm B.
Beiträge: 384
Registriert: 28.08.2017, 14:33

Re: Hubbett im Wohnmobil mit CNC-Technik

Beitrag von Willhelm B. » 13.10.2021, 23:18

Da sollten normale Trapezspindeln reichen.
Am besten mit Teflon Mutter, dann brauchst keine Schmierung
Bei den Führungen würde ich das ähnlich Handhaben.

MagnusP
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Registriert: 20.06.2021, 21:55

Re: Hubbett im Wohnmobil mit CNC-Technik

Beitrag von MagnusP » 14.10.2021, 21:59

Ich glaube wenn du eh mit Führungsschnienen und Arretierungen arbeiten willst würde mir mir mal Keilriemen genauer angucken. DIe gibt es auch in für deine Anwendung realistischen Stärken, sind vermutlich günstiger als andere Lösungen und für deinen Anwendungsbereich, wo die sich ja maximal zweimal pro Tag nicht mal zwei Meter bewegen, praktisch wartungsfrei. Dazu kommt, dass sie nicht geschmiert werden müssen und Präzision spielt beim Einbau auch keine so riesige Rolle wie mit Spindeln.

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