---

Modell.jpg

Ich bin gerade dabei eine akademische Aufgabenstellung zu Bearbeiten und drehe mich wie ein Eichhörnchen im Bau um diese Problemstellung (sie wurde der Realität nachempfunden und vereinfacht) mathematisch/mechanisch greifbar zu machen und den Effekt zu verstehen.

Situation:
Eine Welle die an Schnüren aufgehängt ist (mit Gefälle) und von sich aus die Intention hat ins niedrigere Niveau zu "rollen" (dabei rollen sich die äußeren Schnüre auf und die mittlere Schnur ab) wird aufgrund der "Vorspannung" durch die Schnüre leicht gebogen. Durch diese Durchbiegung wird der Rollvorgang erschwert (einmaliges "anstupsen" bewirkt den Rollvorgang ) ist aber immer noch gegeben. Wird die Vorspannung weiter erhöht kommt es zur stabilen "Totpunktlage".

Das Bild des Modells im Anhang veranschaulicht die Situation.

Grundsätzlich betrachte ich das System rollend um den Momentanpol (quasi der Abrollpunkt des Seiles - egal von welcher Seite) und komme, auch wenn ich die Gleichungen für ein durchgebogenes System aufstelle, immer auf ein Moment welches eindeutig ein abrollen ermöglichen sollte.
Der/Die Effekt/e die das Rollen erschweren / unmöglich machen dürften mit der "schiefen" Biegung des Rohres und dem Torsionsmoment, eingeleitet durch die Schnüre, zusammenhängen - jedoch hadere ich hier mit der mechanischen Beschreibung dieser Effekte da ich es mir noch nicht vorstellen kann wie daraus ein Gegenmoment entstehen sollte...

eventuell hat jemand von euch eine Idee die mir ein Licht aufgehen lässt... 
 

------------------
Gruß Tom

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

" jedoch hadere ich hier mit der mechanischen Beschreibung ... "
Solange sich die Welle nur elastisch verformt, entsteht da auch kein Drehmoment das das Abrollen verhindert.
Wenn die Schnürre oben um die Welle gewickelt sind, dann ist da nur Reibung duch das Gewicht der Welle.

------------------
Klaus

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

interessantes Ding.

Aber müsste man das nicht eher energetisch betrachten?
Damit der vorgespannte Stab anrollt, muss er ja verformt werden.
Um das zu erreichen, muss Arbeit in den Stab investiert werden, das Anstubsen.
Fängt die Rotation nun an, wird die Lageenergie des Stabes über weitere Verformungsarbeit abgebaut.
Die erforderliche Verformungarbeit pro Umdrehung erhöht sich mit steigender Vorspannung.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Schwer zu beschreibende "Dreckeffekte" durch Reibung der Schnüre beim Auf- und Abwickeln; verstärkt durch größere Durchbiegung nach unten in der mittleren Position.
Reibungsfrei betrachtet dürfte eigentlich, wie von Klaus und Torsten gesagt, nichts der Bewegung im Wege stehen.
Versuche die Kräfte zu trennen, indem Du z. B. die Welle entlastest und auf einer Platte abrollen lässt.

Wie sieht denn die Realität aus, der das Ding nachempfunden ist?

------------------
Gert Dieter 

Ich ist ein anderer.
Bob Dylan

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von N.Lesch:
" jedoch hadere ich hier mit der mechanischen Beschreibung ... "
Solange sich die Welle nur elastisch verformt, entsteht da auch kein Drehmoment das das Abrollen verhindert.
Wenn die Schnürre oben um die Welle gewickelt sind, dann ist da nur Reibung duch das Gewicht der Welle.

---

jedoch zeigt mir die Realität etwas anderes - darum ja mein momentanes nicht verstehen der Situation

------------------
Gruß Tom

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von Torsten Niemeier:
interessantes Ding.

Aber müsste man das nicht eher energetisch betrachten?
Damit der vorgespannte Stab anrollt, muss er ja verformt werden.
Um das zu erreichen, muss Arbeit in den Stab investiert werden, das Anstubsen.
Fängt die Rotation nun an, wird die Lageenergie des Stabes über weitere Verformungsarbeit abgebaut.
Die erforderliche Verformungarbeit pro Umdrehung erhöht sich mit steigender Vorspannung.

---

ich habe auch einen Ansatz mit kinetischer/potentieller Energie und leicht unterschiedlichen Flächenträgheitsmomenten mit denen ich am ehesten diesen Stillstand/Totpunkt beschreiben kann.

die Verformungen sind rein elastisch- somit keine Hysterese...

und ist die Durchbiegung nur gering rollt es quasi ohne anstupsen.
ist sie stärker hilft das anstupsen
ist sie ausgeprägt wie auf dem Bild kann man es durch drehen abrollen.

------------------
Gruß Tom

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von Hohenöcker:
Schwer zu beschreibende "Dreckeffekte" durch Reibung der Schnüre beim Auf- und Abwickeln; verstärkt durch größere Durchbiegung nach unten in der mittleren Position.
Reibungsfrei betrachtet dürfte eigentlich, wie von Klaus und Torsten gesagt, nichts der Bewegung im Wege stehen.
Versuche die Kräfte zu trennen, indem Du z. B. die Welle entlastest und auf einer Platte abrollen lässt.

Wie sieht denn die Realität aus, der das Ding nachempfunden ist?

---

ja diese unsauberen Einflüsse wurden durch die Modellbildung grundsätzlich entfernt - das gezeigt Modell ist quasi die bereinigte Version der Problematik.

das Abrollen in der Luft kann ich nicht auf einer Platte nachbilden da dieses die Realität zu stark verzerrt.

Real handelt es sich bei dem mittleren Seil um ein Tuch - quasi eine Art Streckenlast anstatt der Einzelkraft und Reibungseffekte im Tuch.

------------------
Gruß Tom

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Die Schnur wandert beim Auf- und Abwickeln zur Seite. Bei dem Tuch verändert sich dadurch der Wickeldurchmesser.
Vielleicht wird irgendwann die Spannung so groß, dass durch die Reibung nichts mehr geht.

------------------
Gert Dieter 

Ich ist ein anderer.
Bob Dylan

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Das es mit den Seilen nicht dreht, wird wohl an Reibung liegen. Aber trotzdem Daumen hoch für den Aufbau!

Ich finde des Aufbau mit einer Punktlast statt einem Tuch wird aber unter umständen zu einfach sein.

Wenn du versuchst eine Bahnware auf eine Welle, welche durch des Tuches Masse oder dessen Spannung gebogen ist, auf der kokaven Seite aufzuwickeln, wird die Ware beim aufwickeln gestaucht. Je nachdem wie steif diese ist, kann dabei ordentlich Reibung entstehen oder die Ware faltig werden.

Bei Breitstreckwalzen, bei denen eine Bahnware über eine gebogene Walze auf konvexer Seite läuft um sie in die Breite zu ziehen, müssen häufig angegrieben werden, weil diese sich wegen der Reibung von alleine nicht mehr mitdrehen und bei hohem Tempo sogar gekühlt werden.

Grüße,

Gollum

------------------

Es gibt keinen Feierabend... und dann ist die Aufgabe doch einfach, dass man so herangeht, dass man das schafft und dann kann man das auch schaffen und ich hab überhaupt keinen Zweifel.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von Hohenöcker:
Die Schnur wandert beim Auf- und Abwickeln zur Seite. Bei dem Tuch verändert sich dadurch der Wickeldurchmesser.
Vielleicht wird irgendwann die Spannung so groß, dass durch die Reibung nichts mehr geht.

---

stimmt alles was du schreibst - real wird dies alles berücksichtigt
jedoch zeigt auch das Modell eine ähnliche Symptomatik und es ist leichter handhabbar...

------------------
Gruß Tom

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von Ing. Gollum:
Das es mit den Seilen nicht dreht, wird wohl an Reibung liegen. Aber trotzdem Daumen hoch für den Aufbau!

Ich finde des Aufbau mit einer Punktlast statt einem Tuch wird aber unter umständen zu einfach sein.

Wenn du versuchst eine Bahnware auf eine Welle, welche durch des Tuches Masse oder dessen Spannung gebogen ist, auf der kokaven Seite aufzuwickeln, wird die Ware beim aufwickeln gestaucht. Je nachdem wie steif diese ist, kann dabei ordentlich Reibung entstehen oder die Ware faltig werden.

Bei Breitstreckwalzen, bei denen eine Bahnware über eine gebogene Walze auf konvexer Seite läuft um sie in die Breite zu ziehen, müssen häufig angegrieben werden, weil diese sich wegen der Reibung von alleine nicht mehr mitdrehen und bei hohem Tempo sogar gekühlt werden.

Grüße,

Gollum

---

wie schon oben beschrieben zeigt das Modell ein ähnliches Verhalten wie das reale Produkt - und um das ist es gegangen

das Tuch verkompliziert die Sache um einiges darum wurde zum Ersatzmodell gegriffen!

------------------
Gruß Tom

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Schlussendlich bin ich zu der Erkenntnis gekommen das es sich bei keinem der verwendeten "Rohre" um ein exaktes Rohr im sinne der Definition handelt sondern es immer minimalste Abweichungen von der exakten Form oder Geradheit gibt wodurch es bei einer Umdrehung zumindest einen unteren und oberen Totpunkt (Stabilitätspunkt) gibt!

------------------
Gruß Tom

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP