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hebelarm.jpg

Hallo,

ich möchte ein Gewicht(z.B. ein Garagentor) heben und senken, indem ich einfach nur die Übersetzung auf dieses Gewicht ändere.
Somit sollte das dann (theorisch) ohne eigentlichen Energieverbrauch von statten gehen(von Reibung mal abgesehen).
Ich habe mir das so gedacht, dass ich einfach den Angriffspunkt auf den Hebelarm verändere.

Gibt's da ne bessere Möglichkeit?

THX
Kurt

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Im Fitnessstudio gibt es so Foltergeräte mit ovalen Scheiben.

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Wellenräder? Was hat das damit zu tun? Ich will das Kabel auf dem Hebelarm verschieben um so eine Bewegung herbeizuführen.

[Diese Nachricht wurde von Kurt1000 am 16. Feb. 2015 editiert.]

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Tja, ich weiß nicht so recht...

Zumindest meine Garagentore gehen nicht senkrecht nach oben auf, aber das nebenbei.
Wenn Du aber z.B. motorisch den Angriffspunkt am Hebel verschieben willst, könntest Du bei bereits vorhandenem Gegengewicht eigentlich auch gleich das Tor mit relativ wenig Leistung direkt antreiben.

Gruß, Torsten

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das mit dem Garagentor war schlechtes Beispiel. es geht mir darum die Kraft flexibel mittels Übersetzungsänderung zu verändern. Das mit dem Hebelangriffspunkt ist auch nur ne Idee. Und sicherlich nicht besonders elegant.

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BTW: System-Info?

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Zitat:

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Original erstellt von Kurt1000:
Wellenräder? Was hat das damit zu tun?

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Sehr viel.

Ovale Scheiben ermöglichen es ein drehwinkelabhängiges Moment auf einen schwenkenden Körper (Garagentor) auszuüben. So wie das Garagentor angeordnet ist, wird es ebenfalls ein sich veränderndes Moment (Kraft x Hebelarm, Hebelarm senkrecht zur Kraftrichtung) bezüglich der Drehachse ausüben.
Somit könnte man mit einer ovalen Scheibe die Gegenkraft dem jeweiligen Moment aus Gewichtskraft angleichen.

Andreas

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Schon klar, nur Wellenraeder veraendern ihre Hebelwirkung abhaengig der aktuellen Drehung. Es geht mir darum, die Hebelwirkung auch im Stillstand zu veraendern,um so eine Bewegung ueberhaupt einleiten zu koennen,
oder hab ich da was falsch verstanden?

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Zitat:

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Original erstellt von Andy-UP:

... Ovale Scheiben ermöglichen es ein drehwinkelabhängiges Moment auf einen schwenkenden Körper (Garagentor) auszuüben ...

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Klasse Satz.
Genauso wollte ich es gerade auch schreiben, aber da warst Du einen Moment schneller.

@Kurt
Welchen Hub soll das Gewicht 1 und Gewicht 2 denn so etwa machen ?
Welche Kraft ?
Soll das Übersetzungsverhältnis von Hand erfolgen oder über einen Motor ?
Stufenlos ?
Soll es einmalig eingestellt werden oder auch während der Hubbewegung verändert werden ?

[Diese Nachricht wurde von Julian72 am 16. Feb. 2015 editiert.]

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Das System bewegt sich nur, wenn es aus dem Gleichgewicht gebracht wird. Dazu muss du entweder zusätzliche Energie auf einer Seite einbringen oder von einer auf die andere Seite übertragen, um es aus dem Gleichgewicht zu bringen.

Egal wie du das anstellst, beim Verändern der Übersetzung, wirst du ein Gewicht, wenn auch nur leicht, anheben oder absenken, eine Federspannen, oder sonst was machen müssen, um eine die Bewegung einzuleiten.

Dazu mal ein kleines Beispiel:

Stell dir ein schweren rAist vor, und einen noch schwereren Muskelmann der einen schicken Hugo Boss Anzug trägt.

Der kleine rAist stellt sich auf eine Wippe, der mächtige Gollum auf die andere Seite und zwar so, dass die Wippe in Waage steht.

Jetzt läuft der kleine rAist ein wenig auf die Achse zu, das System kommt aus der Waage; Gollum senkt sich. Das gefällt ihm nicht. Mit einem Bossblick macht er rAist klar was zu tun ist.

rAist muss jetzt aber die Wippe hochlaufen, da diese nicht mehr in Waage steht, und zwar weiter von der Achse weg als er vorher stand. Geht er nur zu der selben Stelle, passiert nichts.

Über die Form der Wippe, kann man den Verlauf der Übersetzung ein wenig optimieren bzw. verändern. Was anderen machen die Wellenräder im Fitnessstudio, diese Bewegung besser zur Anatomie passt.

Jedenfalls braucht jede Balancermechanik, egal ob rein Mechanisch, Elektrisch, Pneumatisch oder Hydraulisch, schon ein wenig Energie um zu Arbeiten. Die Physik lässt sich da nicht austricksen.

Grüße,

Gollum

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Gemeinsam sind wir stark! IngGiDa Ingenieure gegen die Isengardisierung des Auenlandes

[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 16. Feb. 2015 editiert.]

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Hi,
Die Wippe ist ein echt gutes Beispiel. Und klar, man muss ja die Verluste die durch Reibung entstehen ausgleichen. Das ist schon klar. Ohne Energie geht's nicht. Ich denke aber, mit ausgeklügelter komplizierterer Mechanik könnte man evtl. das "hochlaufen" auf der Wippe umgehen. Es geht mir darum eine Übersetzungsänderung herbei zu führen, die außer Reibungsausgleich keine Energie benötigt.

Ist so was überhaupt machbar?

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Wir sollten bedenken, dass rAist beim Hin- und Herlaufen vermutlich Kalorien verbrennen wird und dadurch die grundlegenden Parameter dieses Wippversuchs nicht konstant sind.
Gollum könnte das aber vielleicht durch Haarausfall und Schuppenbildung kompensieren, so dass eventuell zumindest die anfängliche Verhältnismäßigkeit gewahrt bleiben könnte.
Ähnlich wie beim kugelförmigen Huhn kann aber auch vereinfacht davon ausgegangen werden, dass die Energie, die rAist zugeführt werden muss, damit er sich bewegt, (man wird ihn füttern müssen), gleichzeitig auch sein Gewicht konstant hält.
Ansonsten werden wir uns hier zu Tode rechnen...

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wippe.png

Hi,

Klar geht das... Siehe Anhang.

Die ganze zusätzliche Mimik muss nachher auch beschleunigt und verzögert werden und da ist es fraglich, ob der wirtschaftliche Aufwand, die geringere Dynamik und die zusätzliche Reibung insgesamt noch einen Vorteil ggü. der einfachen Variante haben.

Grüße,

Gollum

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Die Zeichnung funktioniert nicht !!
Egal wie das Gewicht verschoben wird, es erzeugt immer exakt das gleiche Drehmoment.

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Zitat:

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Original erstellt von Kurt1000:
Die Zeichnung funktioniert nicht !!
Egal wie das Gewicht verschoben wird, es erzeugt immer exakt das gleiche Drehmoment.

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?? 

BTW: System-Info?

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Das ist doch der Witz an der Sache. 

Ich hoffe jetzt ist der Grosche gefallen.

In einem Reibungsfreien System, wird die aleinige Änderung der Übersetzung nie eine Bewegung auslösen können.

Grüße,

Gollum

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wenn man das blaue Gewicht verschiebt, ändert sich die Hubhöhe nicht.
Somit wäre Kurt unter Umständen eventuell nicht ganz im Unrecht.

Jetzt verstehe ich die alten Vergleichswaagen, dass man unabhängig von der Hebellänge immer ein konstantes Gewicht hat.

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Tjo... Verschiebe ich bei einer normalen Wippe die im Gleichgewicht steht ein Gewicht oder den Drehpunkt, fängt die sich doch auch an zu drehen obwohl ich an der Hubhöhe nichts geändert habe.

Die kinetische Energie entsteht quasi aus dem Nichts.   Oder doch nicht...  

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[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 17. Feb. 2015 editiert.]

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Ja das mit der anfänglichen, waagrechten Ausgeglichenheit ist der Ansatzpunkt. Dass man Energie reinpumpen muss um Reibungsverluste auszugleichen ist ja klar. Es geht darum, da ne elegante Lösung zu konstruieren...

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Da fällt mir noch so eine interessante Konstruktion ein, die Du vielleicht übernehmen kannst.

An teuren Schubladen bleiben die Schubladen nach dem Öffnen geöffnet.
Wenn man ihnen einen kleinen Schubs gibt, gehen sie zu und der letzte Zentimeter schließen sie ganz langsam und leise.
Ach beim schnellen Zuschlagen bleibt der letzte gedämpfte, langsame Zentimeter.
Die Konstruktion ist mir aufgefallen, aber mit dem Innenleben habe ich mich nicht beschäftigt.

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Hi Juluan.
Das ist ein Feder-Dämpfersystem.

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gruß, Tom 

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Es geht mir darum etwas mit etwa konstanter Kraft zu ziehen.
Die Kraft soll veränderbar sein.
Klar könnte man einen Pneumatikzylinder nehmen und den Luftdruck darin ändern. Aber 1. verbraucht das Unmengen an Energie und 2. ist das relativ langsam und extrem aufwenig mit der Ventilsteuerung.
Darum die Idee mit der Übersetzungs/Hebelarm-Änderung.

Wundert mich dass es dafür nicht längst Lösungen gibt...

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Jeder Balancer kann das was du dir vorstellst... Sogar variabler Last und Betätigungskraft...

Ein letzter Versuch...

M1 = 100kg
M2 = 50kg

Beide selber Höhe, dazwischen ein Getriebe mit 1:2

Das System ist im Gleichgewicht und ruht daher.

Jetzt schalt ich auf 1:2.1, das ruhenden System ist nicht mehr im Gleichgewicht und setzt sich in Bewegung.

M1 steigt auf +1m, dabei sinkt m2 auf -2,1m.

Dann schalte ich wieder auf 1:2. Ein reibungsfreies System bewegt mit konstanter Geschwindigkeit weiter, also entziehe ich dem System die Kinetische Energie und Speicher sie irgendwo irgendwie hin. Meinetwegen mit einer Schwungscheibe dich ich kurz einkuppel bis alles steht. Das System steht wieder und ist im Gleichgewicht.

Jetzt Wandel ich die Energie aus dem Speicher in Kinetische Energie um, um das System in Bewegung zu versetzen.

M1 sinkt wieder auf 0m, dabei steigt M2 von -2.1m auf -0.1m, die Bremsung erfolgt durch das Anheben um 0,1m von M2.

Das System steht wieder und ich bin in Ursprungslage.

Supergeil.

Nur wird es mir in der Realität nicht gelingen ein reibungsfreies System zu haben und jede Umwandlung ist Verlustbehaftet. Also ist der Trick, einfach das System in Balance zu lassen. Dann hab ich eine einfache und leichte Mechanik, muss wenig umwandeln und brauch mich nur mit dem Beschleunigen und Verzögern zu beschäftigen.

Systeme mit 'Energierückgewinnung' werden eingesetzt; zB bei FUs mit Rückspeisung, im Auto wird druch dei Lichtmaschine mit gebremmst und die Batterie aufgeladen, es gibt Wirbelstrombremsen und Schwungrädern in größeren Fahrzeugen oder das CARS in Formel1 Fahrzeugen. Und selbst da, wo man wirklich riesige Mengen Energie zu vernichten hat, erreicht man verglichen mit dem Aufwand nur ganz leidige Effizienzsteigerungen.

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[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 03. Mrz. 2015 editiert.]

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Naja die "Abbremsung" erfolgt wieder durch Übersetzungsänderung, sodass die kinetische Energie zurück in die Feder fließt.
Dass es Verluste gibt ist klar, nur geht's mir darum.
1. einen relativen trägheitsarmen Antrieb zu haben in dem der Elektromotor nicht ständig laufen muss.
2. weniger Energie zu verbrauchen
3. eine definierte Antriebskraft zu haben.

ist da die Übersetzungsänderungslösung so schlecht dafür geeeignet?

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Nein ist sie nicht. Garantore haben nicht ohne Grund so eine Fancy Mimik.

Wir drehen uns aber im Kreis.

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was ist "fancy Mimik"?

in erster Linie geht's mir darum eine traegheitsarme, definierte Antriebskraft zu haben.
Der Einsatz muss ja kein low-tech-Garagentor sein.

Elektroantriebe mit Getriebe sind ja seht traege und koennen nur definierte Geschwindigkeiten fahren, aber eher nicht definierte Kräfte.

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Ein Garantor ist garnicht so 'low-tech' wie du meinst... Richtig eingestellt fallen diese Langsam in die Endlagen, fahren aber schnell durch den Öffnungsbereich und lassen sich mit ganz wenig Kraft heben und senken. Das machen die alles über Übersetzungsänderung und Speichern von kinetischer Energie in Federn.

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naja die Übersetzungsänderung in Garagentoren wird nicht herbeigeführt sondern ist starr positionsabhängig in welcher Position sich das Tor gerade befindet, da sich die Hebelarmlänge zu den Federn ändert. Klar kann man so einen sehr guten Gewichtskraftausgleich in jeder Verfahrwegsposition erreichen.
Und an den Verfahrwegs-Enden langsamer werden, ist jetzt auch nicht so das Hexenwerk.

Es ging mir aber eher darum eine Mechanik zu konstruieren mit der man an jeder beliebigen Position die Übersetzung zu den (von mir aus) Federn ändern kann. 

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