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Frontansicht.JPG Seitenansicht.JPG

Eine Baugruppe einer Maschine besteht aus zwei Walzen, die zueinander parallel waagrecht angeordnet sind. Die obere wird über einen angeflanschten Stirnradgetriebemotor angetrieben. Die Baugruppe ist um die Achse der unteren Walze drehbar gelagert. Die untere Walze verursacht also kein Drehmoment. Auf dieser Achse sitzt ein Hebel (im Bild Magenta) mit einer Spindelmutter (Trapezgewinde Tr 16x4). Über eine Handkurbel kann die obere Walze also auf einer Kreisbogenbahn geschwenkt werden (das andere Ende der Baugruppe sieht genauso aus, nur ohne Getriebemotor, Hebel und Spindelgetriebe).

Problem: Solange die obere Walze aus einer unteren Lage nach oben gekurbelt wird, ist alles in Ordnung. Sobald die obere Walze aber den Totpunkt überwunden hat und das Gewicht in die gleiche Richtung wirkt, in die wir eh schon kurbeln, fängt das Ganze an, stark zu ruckeln und zu vibrieren (scheint so eine Art Stick-Slip-Effekt im Trapezgewinde zu sein).

Folgende Varianten haben wir schon versucht:
- Kunststoffmutter (Igus) (Ausgangssituation)
- Rotgussmutter (keine Verbesserung, geht nur noch etwas schwerer zu kurbeln)
- Anti-Backlash-Kunststoffmutter (Igus), damit die Mutter immer vorgespannt ist (keine Verbesserung)
- Rotgussmutter, dazu im Maschinengehäuse eine Feder, die den Hebel  an der blauen Augenschraube auf dem Bild gegen den Uhrzeigersinn zieht. Das hat die Sache aber eher noch verschlechtert, vor allem in denjenigen Situationen, wo sich die Drehmomente aufgrund des Walzengewichts und aufgrund der Federkraft addieren.

Die ideale Lösung wäre wohl ein Gegengewicht unterhalb der Drehachse, da das immer um den gleichen Winkel ausgelenkt würde wie die obere Walze, aber dafür haben wir leider keinen Platz. Denkbar wäre auch die Verwendung von zwei Federn, die sich in der Mittelstellung gegenseitig neutralisieren. Aber auch die sind platzmäßig nur schwer unterzubringen (ich habe in den Bildern einiges ausgeblendet.
Wir wollen jetzt noch einen Versuch machen mit einem metrischen Gewinde M16, in der Hoffnung, dass sich diese geänderte Gewindeform positiv auswirkt. Ist das für handbetriebene Verstellungen grundsätzlich zu empfehlen ? Oder hat jemand noch eine bessere Idee ?

[Diese Nachricht wurde von HH58 am 09. Mrz. 2015 editiert.]

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Ich sehe zwei Erklärungsmöglichkeiten.

Zum einen, dass die eine Flanke des Gewindes von Spindel, Mutter oder beidem stärker verschlissen ist als die andere. Ist aber insgesamt unwahrscheinlich.
Trapezgewinde ist an sich schon optimal; M-Gewinde dürfte keine Verbesserung bringen.

Vielmehr vermute ich die Ursache in der Lagerung des Handrades. Wie ist die aufgebaut?
Da übt die Spindel ja zuerst Zug und dann Druck aus. Optimal wären hier zwei angestellt Schrägkugellager.
Vielleicht wirkt das Axiallager nur in einer Richtung und auf der anderen Seite gibt es dann trockene Reibung?

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Gert Dieter 

"Erheblich verbessern ließe sich das Niveau der normalen Konversation durch den häufigen Gebrauch dreier Wörter: Ich weiß nicht."
Mark Twain

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Fragen:
- wie lang ist die Walze ?
- ist die Lagerung im Drehpunkt auf der anderen Seite leichtgängig ?
- was passiert wenn du die obere Walze ausbaust und die Last durch eine Feder simulierst ?
Gruß
Reinhard

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LagerungHandrad.JPG

Das Handrad ist in einem sphärisch schwenkbaren Gleitlager gelagert. Dass es in einer Richtung trocken läuft glaube ich nicht, denn dann würde der Effekt ja immer nur in einer Richtung auftreten. Der Effekt tritt aber in beiden Richtungen auf, sobald wir die obere Walze absenken (nicht aber beim Hochkurbeln).

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Zitat:

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Original erstellt von ReinhardN:
Fragen:
- wie lang ist die Walze ?
- ist die Lagerung im Drehpunkt auf der anderen Seite leichtgängig ?
- was passiert wenn du die obere Walze ausbaust und die Last durch eine Feder simulierst ?
Gruß
Reinhard

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- Die gibt es in verschiedenen Längen, aber typischerweise so zwischen 2 und 3 Meter bei einem Durchmesser von ca. 100 mm
- Der Drehpunkt am anderen Ende sieht genauso aus wie an diesem Ende, also kugelgelagert.
- Haben wir noch nicht ausprobiert - erstens ist das aufwendig und zweitens müsste die Feder ja dann das sich ändernde Drehmoment, abhängig vom Auslenkungswinkel, nachstellen. Was versprichst du dir davon ? Eine Änderung der Eigenfrequenz ? Wir haben auch schon die Verbindung zwischen den beiden Walzen dicker und steifer ausgeführt (war vorher ein etwas dünneres Kantteil) in der Hoffnung, dass das Ganze dann nicht mehr vibriert. Hat aber nicht viel gebracht.

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Sind solche Gelenklager überhaupt für axiale Belastung vorgesehen?
Und wie ist der Außenring axial im Gehäuse gesichert?
Spindel und Spindelende bestehen aus 2 Teilen? Ist da alles fest? (Gewinde verklebt?)

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Hallo,
ich denke das liegt eher an dem Effekt den der "tote" Gang einer Gewindespindel erzeugt.
Solange das Gewicht gegen die Bewegungsrichtung drückt ist alles gut.
Unschön wird es wenn das Gewicht der Gewindebewegung vorauseilt.
Das kann man durch vorspannen der Gewindespindel mit der Mutter verhindern.

Gruß Peter

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Gute Laune hilft immer ;-)

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Zitat:

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Original erstellt von ulrix:
Sind solche Gelenklager überhaupt für axiale Belastung vorgesehen?
Und wie ist der Außenring axial im Gehäuse gesichert?
Spindel und Spindelende bestehen aus 2 Teilen? Ist da alles fest? (Gewinde verklebt?)

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Zumindest liegen wir mit der axialen Belastung noch unter dem laut Katalog maximal zulässigen Wert. Auch wenn diese Lager in radialer Richtung natürlich mehr aushalten als in axialer.

Der Außenring ist gegen das Gehäuse geklemmt (der hellgraue Ring im Bild gehört zum Lager, der dunkelgraue ist die Befestigung. Das eigentliche Gehäuse ist ausgeblendet).

Ja, die beiden Teile sind verklebt.

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@HH58
Bei solchen Problemen sucht man leicht an der falschen Stelle. Der Versuch muss nicht aufwendig sein, evtl reicht die Handkraft eines Werkers.
Ich würde durch den Test ausschliessen dass das Rattern durch die andere Lagerseite verursacht wird.
Gruß
Reinhard

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Zitat:

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Original erstellt von HH58:
Der Effekt tritt aber in beiden Richtungen auf, sobald wir die obere Walze absenken (nicht aber beim Hochkurbeln).

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Das hatte ich zuerst überlesen.

Ich könnte mir vorstellen, dass die Schwenklagerung zu schwergängig ist und dass dort ein ausgeprägter Stick-Slip-Effekt auftritt.

Etwas Ähnliches habe ich an einer Fräsmaschine beobachtet. Wenn man dort den Tisch hochkurbelte, ging es zwar nicht gerade leicht, aber ruckfrei.
Tisch herunterkurbeln ging natürlich leichter, aber ruckelig. Dieser Effekt verschwand, wenn man die vertikalen Führungen gründlich abgeschmiert hatte.
Mein Erklärungsansatz war damals: Dadurch, dass der Tisch seitlich an der Führung hängt, übt er ein Kippmoment auf die Führung aus, das (bei nicht so guter Schmierung) groß genug ist, um zu verhindern, dass der Tisch sich schon durch sein Eigengewicht nach unten bewegt. Da brauchte es dann von der Gewindespindel eine zusätzliche Antriebskraft in Abwärtsrichtung (die außerdem in einem günstigeren Hebelarm angriff (kürzer als der Hebelarm der Gewichtskraft)). Wenn die Abwärtsbewegung einmal eingesetzt hatte, machte der Tisch einen Sprung nach unten, entsprechend dem axialen Gewindespiel. Dort kam der Tisch dann ruckartig wieder zum Stillstand und das Spiel begann von vorn.

Ist Deine Schwenklagerung so leichtgängig, wie man es aufgrund der Kugellager erwarten sollte?

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