Umlenkhebel und Federberechnung

Anotti · Anmeldungsdatum: 30.10.2008 Beiträge: 19

Hallo Leute,

ich bin gerade dabei, mir ein Teil zu bauen, doch leider komme ich i.M. so nicht weiter. Klar, ich könnte mir jetzt ein paar Federn besorgen, und es solange probieren, bis ich den gewünschten Erfolg habe. Aber so einfach will ich mich nicht geschlagen geben.

Also und zwar mochte ich die unten abgebildete Baugruppe an ein Kart Schrauben.
Wenn ich jetzt das kleine Rad nach unten drücke, geht die Feder ja über ihren längsten Punkt rüber und hält sich quasi selber fest. Das kleine Rad berührt den Boden, die Räder vom KArt sind in der Luft.

Wenn ich jetzt das Kart anschiebe und reinspringe, soll das Gewicht vom Kart sagen wir mal in diesem Fall 100kg an dem Punkt & mein Gewicht ca. 80kg (wird natürlcih noch genau gemessen) ausreichen, um die Feder wieder über Ihren längsten Punkt rüber zu bekommen, und das kleine Rad ist dann in der Luft.

Wie kann man so etwas ausrechnen wie stark die Feder sein muß?
Ich hatte es über kräftezerlegung probiert, aber irgenwie hab ich noch nen Schleier vor den Augen grübelnd

Falls Ihr mir irgendwie helfen könnt, wäre ich Euch super super dankbar

Also hier die Skizze und schonmal vielen Dank

Gruß

Anotti

Anotti · Anmeldungsdatum: 30.10.2008 Beiträge: 19

Hallo Ihr,

hat denn keiner einer klitzekleine Idee, wie ich es ausrechnen könnte?
grübelnd

MrPSI · Gast

Hallo Anotti.

Ich hab jetzt mal eine Weile über deine Skizze nachgedacht und denke, ich verstehe einigermaßen, wie sie funktionieren soll.

Wenn du in den Wagen reinspringst, dann wirken die 180kg des Wagens und dir nach unten. Dies erzeugt wiederum eine Auflagekraft, die nach oben und auf das Rädchen wirkt. (Ich nehme hier an, dass die gesamte Kraft auf das Rädchen wirkt und es nicht noch andere Bestandteile gibt, die einen Teil des Gewichts tragen.) Die Kraft wird über den Kraftarm der Länge 107,7 (mm ?) ein Drehmoment bewirken. (Du weißt, wie das Drehmoment berechnet wird?) Dieses Drehmoment wirkt auch auf den 40mm kurzen Krafthebel. Da du Drehmoment und Länge kennst, kannst du die Kraft im rechten Winkel zum Hebel berechnen. Und wenn du die Kraft senkrecht zum Hebel hast, dann kannst du über den Winkel zwischen Feder und Hebel, den du noch messen musst, die Kraftkomponente _längs der Feder_ errechnen. Diese ändert sich natürlich, wenn sich der Winkel zwischen der Feder und dem kurzen Kraftarm ändert. Wenn die Kraft nun groß genug ist, dann lockert/verlängert sich die Feder (die Feder hat dann weniger Reibung) und die Kraftkomponente senkrecht zur Feder zieht die Feder Richtung Mitte und hebt somit das Rädchen.

Was ich aber zu bedenken gebe ist, ob die Feder in der Mitte stabil bleibt. Dort ist sie ja in einem gespannten Zustand und ich weiß nicht, ob sie vielleicht in einen nicht so gespannten (energieärmeren) Zustand abrutscht. Vielleicht brauchst du dort in der Mitte eine kleine Einkerbung, der die Feder stabil hält.

Mfg

Anotti · Anmeldungsdatum: 30.10.2008 Beiträge: 19

Hallo MrsPSI,

vielen Dank für Deine Überlegungen.

Du hattest mich fast richtig verstanden bzw. vom Prinzip her ist das korrekt, jedoch par kleine Fehler sind noch drinn:

Also, wenn ich den Motor von meinem Kart anwerfen möchte, muß ich das komplette Kart hinten hochheben und schenll schieben. Wenn ich nun genug Schwung habe. lasse ich es hinten los und hüpfe rein. Da es mir aber zu Anstrengend ist, habe ich mir überlegt, so eine Ding zu bauen.

Die Vorrichtung wird ans Rahmenrohr geschraubt, zwischen den beiden Hinterrädern. Ich gehe mal davon aus, das an diesem Punkt das Kart 100Kg schwer ist.
Nun klappe ich das Rad runter und die Feder hält den Hebel nach unten und die Räder(vom Kart) berühren nicht den Boden. Jetzt kann ixch es bequem (nur durch schieben) beschleunigen, ohne es hinten hochheben zu müssen.
Wenn ich genung Speed drauf habe, hüpe ich einfach rein, und mein Gewicht (ca.80Kg) reicht aus, die Feder über Ihren längsten Punkt zu bringen, und hebt(und hält) das Rad vom Boden.

Das Drehmoment, wir in diesem Falle doch senkrecht zum Boden gerechntet, oder?? da der Hebel ja ca. 25° Grad nach unten geneigt ist.

Falls es so stimmt, das könnt ich mir noch ausrechnen, aber wie es dann weiter geht, das will mir komplett nicht in Kopf.

Vielleicht könntest Du mir ja noch ein paar Tips geben, wie ich annnäherd die Federkraft berechnen kann.

Gruß Anotti

P.S. Du hast aber vollkommen recht, was die Idee mit den Einkerbungen betrifft. Sicherheitshalber wollte ich die Einkerbungen in der Welle machen & Sicherungsscheiben an den Wellenenden, denn so ne Feder kann ziemlich schmerzen ;-)
Unter Spannung steht die Feder übrigend die ganze Zeit, da sie ja nur eine Längendifferenz von ca. 1-2 mm hat.