Drehmoment zur Überwindung einer Schwelle

Raffi · Anmeldungsdatum: 17.05.2017 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hellas alle zusammen!

Ich stehe vor einem Problem. Ich wurde bei uns in der Firma damit beauftragt einen Prüfstand für unsere Rollstühle zu entwickeln. Nun bin ich an dem Punkt an dem ich mich entscheiden muss, welchen Motor wir verwenden um die Walzen zu betreiben. Nur kann mir leider keiner weiterhelfen welches Drehmoment ich brauche. Hier die "Aufgabenstellung"

Der Prüfstand besteht aus 2 Walzen mit einem Durchmesser von 250mm. Auf diesen Walzen ist jeweils eine Schwelle angebracht mit der Höhe 12 mm. Eine Walze ist hinten, dort stehen die Räder drauf mit dem kleinsten Radius 20" (508 mm). Auf der Walze vorne, stehen die kleineren Lenkrollen mit 4" (102 mm)
Die Radachse und die Lenkrollenachse des Rollstuhls stehen jeweils direkt über der Achse der jeweiligen Walze.
Das Gesamtgewicht des Rollstuhls mit Dummy beläuft sich auf 300kg. Da die Sitzschale direkt über der Achse der Antriebsräder sitzt, liegt der Großteil der Last auf eben dieser.
Wie hoch ist jetzt die benötigte Kraft, wenn man davon ausgeht das beim Start die Schwelle direkt an dem Antriebsrad anliegt.
Mein Physik Leistungskurs liegt schon eine geraume Zeit zurück und somit beläuft sich meine Formelfestigkeit auf 0.

Die Skizze konnte ich leider noch nicht anhängen, kommt aber noch.

Meine Ideen:
cos a=242mm/254mm

dann hörts schon wieder auf

Mir ist auch klar, dass die Kante an der das Rad steht, der Drehpunkt ist. Nur wie schon gesagt: Formelfestigkeit = 0

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5796 Wohnort: Heidelberg

Eine Skizze wäre da hilfreich, glaube ich...

Gruß
Marco

RaffiDe · Anmeldungsdatum: 17.05.2017 Beiträge: 2

Hi, so hier endlich die Skizze! Hoffe ihr könnt was damit anfange.

Was ich vergessen habe, ist das Gewicht der Walze, dieses beläuft sich auf 136 kg

Danke schon einmal für eure Zeit und würde mich freuen die richtige herangehensweise selber zu verstehen.

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Viele Grüße
Steffen

RaffiDe · Anmeldungsdatum: 17.05.2017 Beiträge: 2

So, ich habe mal angefangen irgendwie Formeln zusammen zu suchen und alles nach besten wissen und gewissen zu benutzen.

Da der Motor ja alles antreiben soll, berechne ich erstmal den Drehmoment für die Walze.

Drehmoment nur für die Walze auf der das Rad läuft

M = J * a

J = m/2*r² = 136kg/2 * 12,5cm² = 2,108 kgm²

a = o / t
o = v / r = 1m/s / 0,125m = 8 1/s
a = 8 1/s / 30s = 0,27 1/s²

M = J * a = 2,108kgm² * 0,27 1/s² = 0,57Nm

Wenn ich jetzt mit dem Rad direkt an der Schwelle anstehe die auf der Walze monitiert ist, ist die Behrührungspunkt an der Schwelle die Achse für das Drehmoment und der doppelte Radius vom Rad der Hebelarm, richtig?
Um die Schwelle zu überwinden, muss ich den gesamten Rollstuhl die 12mm hochheben. Ich rechne also den Winkel zwischen Berührpunkt aus und weiß somit wie weit sich der Krafthebel bewegen muss.

So, jetzt weiß ich nur leider nicht wie ich den Winkel mit einbringe.

Kann mir da bitte jemand weiterhelfen? Danke