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ikstejj
Gast
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 ikstejj Verfasst am: 12. Dez 2019 17:54 Titel: Auswahl einer Feder für eine Seilbahn |
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Hallo, ich habe eine Frage.
Es geht um die Auswahl einer Bremsfeder am Ende einer Personen-Seilbahn.
Gegeben sei ein Stahlseil, gespannt im 45°-Winkel, daran eine Laufrolle sowie ein Pendelsitz an dem ein 80kg schwerer Mensch hinab fährt. Der Fahrtweg ist 5,65m (4m horizontal, 4m vertikal).
Was ich bereits rausfand: Wenn man die potentielle Energie berechnet, in der Annahme dass man mit 0 km/h oben an der Seilbahn startet und mit 560N Hangabtriebskraft dann 4m nach unten geht und dabei ja beschleunigt, so kommt eine potentielle Energie (Aufprallenergie) auf die Bremsfeder von ca. 2200 Joule heraus.
Leider scheitere ich daran, was die 2200 Joule Aufprallenergie nun genau bedeuten hinsichtlich der Federauswahl. Beim Aufprall soll die Feder komplett einfedern, aber ohne anzuschlagen. Zum Einsatz kommen soll ein sogenannter Druckfederstrang, sprich eine üblicherweise immer 1000mm lange Druckfeder von diesem Shop hier: schweizer-federnshop.de oder federnshop.com mit Außendurchmesser max. 20mm und Innendurchmesser um die 8-11mm.
Leider sind dort keine Joule angegeben sondern nur Federrate N/mm und max. Federkraft N.
Danke für eure Hilfe! |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
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| Mathefix Verfasst am: 12. Dez 2019 18:32 Titel: |
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Potentielle Energie
h = Höhendifferenz
Federenergie
R = Federrate
s = Federweg
l = Federlänge
Energieerhaltung
Bei statischer Belastung mit 800 N beträgt der Federweg 127 mm
Bei dynamischer Belastung 1.000 mm
Ich bitte Dich, den passenden Druckfederstrang aus Herstellerkatalogen selbst auszuwählen.
Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 13. Dez 2019 17:28, insgesamt 10-mal bearbeitet |
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ikstejj
Gast
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| ikstejj Verfasst am: 12. Dez 2019 18:36 Titel: |
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Hallo, kannst du mir eine geeignete Beispielfeder (Druckfederstrang) aus einem der Shops zeigen? Ich bin leider kein Physiker und kann die Formeln nicht selbst verwenden. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
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| Mathefix Verfasst am: 12. Dez 2019 19:07 Titel: |
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| ikstejj hat Folgendes geschrieben: | | Hallo, kannst du mir eine geeignete Beispielfeder (Druckfederstrang) aus einem der Shops zeigen? Ich bin leider kein Physiker und kann die Formeln nicht selbst verwenden. |
Habe die Formel nach s aufgelöst:
Du musst nur die bekannten Werte einsetzen und erhältst den Federweg.
Damit die Feder nicht anschlägt muss die ungespannte Federlänge > s sein.
Eine passende Feder kann ich Dir leider nicht aussuchen, da ich nicht für das Ergebnis haften kann. |
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ikstejj
Gast
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| ikstejj Verfasst am: 12. Dez 2019 19:25 Titel: |
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Hallo,
ich versichere dir hiermit offiziell dass ich egal welche Feder du mir als Beispiel nennst, ich diese vor Einsatz nochmals von einem ausgewiesenen Fachmann auf ihre Eignung explizit berechnen und überprüfen lasse.
Kannst du mir nun eine geeignete Feder aus den o.g. Shops als Beispiel nennen? Ich schaffe es einfach nicht alleine. Danke dir im Voraus. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
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| Mathefix Verfasst am: 13. Dez 2019 09:34 Titel: |
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| ikstejj hat Folgendes geschrieben: | Hallo,
ich versichere dir hiermit offiziell dass ich egal welche Feder du mir als Beispiel nennst, ich diese vor Einsatz nochmals von einem ausgewiesenen Fachmann auf ihre Eignung explizit berechnen und überprüfen lasse.
Kannst du mir nun eine geeignete Feder aus den o.g. Shops als Beispiel nennen? Ich schaffe es einfach nicht alleine. Danke dir im Voraus. |
Hallo ikstejj,
habe ein unverbindliches Beispiel durchgerechnet. Siehe den post meiner Herleitung.
Lass das fachmännisch überprüfen. |
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ikstejj
Gast
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| ikstejj Verfasst am: 13. Dez 2019 13:17 Titel: |
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Hallo, bist du dir sicher dass du dich nicht erheblich verrechnet hast? Die genannte Feder hat eine maximale Federkraft von 40N, d.h. sie ist bereits bei einer Belastung von 4kg am Anschlag.
Der herunterfahrende Körper von 80kg wird (mit Schwung) ja erheblich mehr erfordern. Die Feder im Link wiegt auch nur 65 Gramm! |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
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| Mathefix Verfasst am: 13. Dez 2019 15:10 Titel: |
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| ikstejj hat Folgendes geschrieben: | Hallo, bist du dir sicher dass du dich nicht erheblich verrechnet hast? Die genannte Feder hat eine maximale Federkraft von 40N, d.h. sie ist bereits bei einer Belastung von 4kg am Anschlag.
Der herunterfahrende Körper von 80kg wird (mit Schwung) ja erheblich mehr erfordern. Die Feder im Link wiegt auch nur 65 Gramm! |
ich habe irrigerweise die von Die genannte Hangabtriebskraft zur Bestimmung der Masse verwendet und übersehen, dass sie mit 80 kg angegenben war.
Habe die REchnung entsprechen korrigiert. Sorry. |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
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| Mathefix Verfasst am: 14. Dez 2019 14:46 Titel: |
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Um die Feder korrekt zu dimensionieren reichen die Angaben nicht aus.
Es muss bekannt sein, welche Kraft F bzw. Verzögerung a maximal auf die Person wirken darf. damit es sie nicht aus dem Sitz haut oder sonstwie verletzt.
Der Federweg entspricht dem Bremsweg.
Mit s_f ergibt sich die Federrate
Im Federkatalog die Feder mit R_erf und dem maximalen Aussendurchmesser D_a auswählen. Steigung s und Drahtdurchmesser d entnehmen.
Länge l der ungespannten Feder:
Anzahl der Windungen
)
Innendurchmesser
Jetzt sind alle Federdaten
R, s, d, D_a, D_i ,l
bestimmt.
Ich rate von einem Abbremsen allein durch eine Feder ab! Am Ende des Federwegs geht das ganze rückwärts und dann wieder vorwärts usw., da keine Dämpfung vorgesehen ist.
Empfehlung: Zusätzlicher Einbau eines Dämpfungsglieds zur sanften Abbremsung bis zum Stillstand. |
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