Hallo, ich möchte mir einen Zugtester selber bauen (Hobby). Der soll u.a. geleimte Hölzer zerreissen und dabei eine Kraft (N) aufzeichnen. Das Ganze soll eine relativ kleine Bauform haben und mit einem Akku betrieben werden können. Die maximal Kraft lege ich mal so auf 250kg also ~2500N die der Motor aufbringen müsste. Meine Fragen: 1.: Wie kann ich eine Spindel (o.ä.) mit einem relativ kleinem Motor betreiben der die Bewegung nach oben macht und dazu noch eine Kraft von 250kg aufbringen kann. 2: Wie kann man am besten die Kraft aufzeichnen (DMS, oder über den Motorstrom?!?!) Im Anhang habe ich mal schematisch aufgezeichnet was ich so meine, vielleicht habt Ihr noch Ideen wie die "schwarze" Box von Innen aussehen könnte?! vielen Dank!
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Alex schrieb: > 1.: Wie kann ich eine Spindel (o.ä.) mit einem relativ kleinem Motor > betreiben der die Bewegung nach oben macht und dazu noch eine Kraft von > 250kg aufbringen kann. Hydraulikzylinder. Pumpe hierzu an den Motor anflanschen > > 2: Wie kann man am besten die Kraft aufzeichnen (DMS, oder über den > Motorstrom?!?!) mit einem Drucksensor
Such dir erst mal eine Spindel plus Lagerung die 2500N aushält. Messen des Motorstroms wird nur schlechtes Schätzen werden. Du brauchst also eine Kraftmessdose bis 2500N Zugkraft. Evt. über einen Hebel auch Druckkraft, bzw je nach Hebelübersetzung andere Kräfte. Die Spindel musst du mit einer entsprechend starken Untersetzung anfahren. Also ein 1000:1 Getriebe, das aber auch die mechanischen Kräfte aushalten muss. Viel Spass beim Suchen, zumals nicht viel kosten soll. Ich würde da eher an einen Hydraulikzylinder denken.
Schreiber schrieb: > Alex schrieb: >> 1.: Wie kann ich eine Spindel (o.ä.) mit einem relativ >> kleinem Motor betreiben der die Bewegung nach oben macht >> und dazu noch eine Kraft von 250kg aufbringen kann. > > Hydraulikzylinder. Pumpe hierzu an den Motor anflanschen Hallo?! Jemand zu Hause? Es wurde nach 2500 Newton gefragt, nicht nach 2500 Kilonewton .
Alex schrieb: > 1.: Wie kann ich eine Spindel (o.ä.) mit einem relativ kleinem Motor > betreiben der die Bewegung nach oben macht und dazu noch eine Kraft von > 250kg aufbringen kann. Eine Möglichkeit wäre eine Kugelumlaufspindel. Die hat im Gegensatz zu einer normalen Gewindespindel eine sehr kleine Reibung und kann große Kräfte erzeugen. Ich habe z.B. mit einem 20W-DC-Motor mit angeflanschtem Planetengetriebe (ich glaube ca. 80:1) eine Kugelumlaufspindel angetrieben und konnte damit locker 700kg erzeugen. > > 2: Wie kann man am besten die Kraft aufzeichnen (DMS, oder über den > Motorstrom?!?!) Ich würde Dehnmeßstreifen an einer der Aufhängungen (oben oder unten) nehmen.
Udo Schmitt schrieb: > Such dir erst mal eine Spindel plus Lagerung die 2500N aushält. Also, Kinder... "Mindestbruchkräfte für Schrauben, metrisches ISO-Gewinde, Festigkeitsklasse 3.6 [die niedrigste in der Tabelle]" M4: 2900N (!) ... M12: 27'800N (!!) Zum Vergleich M12, Festigkeitsklasse 8.8: 67'400N > Die Spindel musst du mit einer entsprechend starken Untersetzung > anfahren. Hast Du mal gerechnet? Annahmen: Gewindestange M10 (Steigung 1.5mm), Motor mit 1Nm Drehmoment (mittelkleiner Schrittmotor). Kraft an der Spindel = 2*Pi*1Nm / 0.0015m = 4189N (!!!) (Anmerkung: Das ist eine Milchmädchenrechnung, die nur bei Spindelwirkungsgrad von 100% stimmen würde. Mit einer normalen Gewindestange hat man vielleicht 30%, wenn es gut kommt. Ich wollte auch nur die Größenordnung klarmachen.) > Ich würde da eher an einen Hydraulikzylinder denken. Kinnersch, rechnet doch erst mal nach...
npn schrieb: > Alex schrieb: >> 1.: Wie kann ich eine Spindel (o.ä.) mit einem relativ kleinem >> Motor betreiben der die Bewegung nach oben macht und dazu noch >> eine Kraft von 250kg aufbringen kann. > > Eine Möglichkeit wäre eine Kugelumlaufspindel. Geht auch mit einer ganz normalen Gewindespindel. > Die hat im Gegensatz zu einer normalen Gewindespindel eine > sehr kleine Reibung Das stimmt. > und kann große Kräfte erzeugen. Das geht mit jeder Spindel. Nur kann bei einer Kugelumlaufspindel der Motor wesentlich kleiner sein, weil weniger Leistung in Form von Reibung sinnlos verpulvert wird. Der Wirkungsgrad ist halt besser. > Ich habe z.B. mit einem 20W-DC-Motor mit angeflanschtem > Planetengetriebe (ich glaube ca. 80:1) eine Kugelumlaufspindel > angetrieben und konnte damit locker 700kg erzeugen. Genau. Auch bei Eigenbau-CNC-Frasen mit relativ kleinen Motoren können bestialische Kräfte auftreten, wenn die Spindelsteigung entsprechend niedrig ist. Also Vorsicht!
Alex schrieb: > 2: Wie kann man am besten die Kraft aufzeichnen (DMS, oder über den > Motorstrom?!?!) In vielen Personenwagen findet man brauchbare Biegebalken mit DMS. Im Zweifel über einen Hebel die Zugkraft in Druck wandelt und in den Messbereich des Balkens untersetzen.
Possetitjel schrieb: > "Mindestbruchkräfte für Schrauben, metrisches ISO-Gewinde, > Festigkeitsklasse 3.6 [die niedrigste in der Tabelle]" > > M4: 2900N (!) > ... > M12: 27'800N (!!) Na ja es ist schon ein Unterschied zwischen Bruchkraft und max. Zuglast :-) Wenn ich zum Beispiel hier nach 2500N suche: http://www.igus.de/wpck/2371/drylin_trapezgewindemutter?WT.srch=1&WT.mc_id=gadDE171&c=de&L=de&gclid=CPbI6KuQm8ICFSbHtAod9HoAmQ Dann wirft mir der Produktfinder eine 16mm Stahlspindel mit entsprechender Mutter als Minimum raus. Gerade mal nachgesehen. Eine Ringöse mit M12 ist für etwa 3000-4000N angegeben. Wenn er das Teil nur ein paarmal benutzt kann er ja wirklich eine Gewindestange M10 oder M12 nutzen. Lagerung wäre dann im Zweifel einfach ein Loch in der Platte mit einer U Scheibe :-) Nur sollte er eine steife Zugfeder einbauen, daß die Anstiegsgeschwindigkeit der Zugkraft halbwegs linear ist, wenn er ein Diagramm über die Zeit haben will.
Alex schrieb: > Meine Fragen: > > 1.: Wie kann ich eine Spindel (o.ä.) mit einem relativ > kleinem Motor betreiben der die Bewegung nach oben macht > und dazu noch eine Kraft von 250kg aufbringen kann. Hmm, Gegenfrage: Bist Du ganz sicher, dass Du mit Deinem Wissensstand mit solchen Kräften herumhantieren willst? Solche (und noch höhere) Kräfte kann man mit Spielzeugmotoren und Baumarkt-Material erzeugen - aber bist Du sicher, dass Du diese Kräfte beherrschst? Wenn irgend ein Teil zu elastisch ist, dann speichert es erstmal Energie. Wenn das Teil dann bricht, wird die Energie schlagartig frei. Wenn Du dann gerade in Schussrichtung stehst, ist ggf. das Auge weg... > 2: Wie kann man am besten die Kraft aufzeichnen (DMS, oder > über den Motorstrom?!?!) Beides. DMS zur Messwertaufnahme, Motorstrom zur Blockierüberwachung.
Udo Schmitt schrieb: > Na ja es ist schon ein Unterschied zwischen Bruchkraft > und max. Zuglast :-) Ja, klar. Ich wollte auch nur auf die Größenordnung der Kräfte an einer Spindel hinweisen. Da wirken viel größere Kräfte, als man spontan vermuten würde. Mit einem Spielzeugmotor und einer Gewindespille aus dem Baumarkt kann man sich problemlos den Finger oder Hand zerquetschen, wenn man sich clever anstellt... > Dann wirft mir der Produktfinder eine 16mm Stahlspindel mit > entsprechender Mutter als Minimum raus. > > Gerade mal nachgesehen. Eine Ringöse mit M12 ist für etwa > 3000-4000N angegeben. Größenordnung kommt schon hin. Man will ja nicht bis an die äußerste Grenze dessen gehen, was der Werkstoff aushält. Auch die Frage Zug- oder Druckbelastung spielt eine Rolle (Ausknicken). > Wenn er das Teil nur ein paarmal benutzt kann er ja wirklich > eine Gewindestange M10 oder M12 nutzen. Für eine Hobby-Maschine auf jeden Fall. Wobei ich die Spindel lieber zu groß als zu klein dimensionieren würde; schließlich ist das übliche Spitzgewinde nicht als Bewegungsgewinde gedacht. Naja, und gut schmieren natürlich. > Lagerung wäre dann im Zweifel einfach ein Loch in der Platte > mit einer U Scheibe :-) Wer's rustikal liebt... ;-)
wenn du nur die Bruchkraft ermitteln willst, also keine Kraft-Weg-Aufzeichnung nötig ist, geht das auch viel einfacher. Du kaufst dir eine Hängewaage, sowas hier: http://www.westfalia.de/shops/agrishop/lebensmittelverarbeitung/messgeraete/waagen/1211877-lcd_haengewaage_200kg_angelwaage.htm (Wenn es genauer sein soll, sowas gibts auch in gut...) Dann machst du einen Aufbau mit einer Handspindel mit langem Hebel. Kugelumlaufspindel ist gut, aber nicht nötig. Noch einfacher: Ein Hebel mit z.B. 1:10 Hebelverhältniss: H=Holz W=Waage o=Lager /-> / / / / / / / |---H---W---------o | / |_______________o
oder du verwendest zum Spannen ein Spannschloss oder einen Wantenspanner. Kostet nicht die Welt, und du kommst schnell zum Ergebniss. http://www.zurr-hebetechnik.de/Spannschloss.html
Alex schrieb: > ich möchte mir einen Zugtester selber bauen (Hobby). Der soll u.a. > geleimte Hölzer zerreissen und dabei eine Kraft (N) aufzeichnen. Das > Ganze soll eine relativ kleine Bauform haben und mit einem Akku > betrieben werden können. Die maximal Kraft lege ich mal so auf 250kg > also ~2500N die der Motor aufbringen müsste. Mir fällt da ein mechanischer Wagenheber ein, da sollte auch 1 T möglich sein. Und ich glaub mich zu erinnern, auch Modelle mit 12V Elektromotor gesehen zu haben. MfG Klaus
Nicht klein, aber für <100€ 2 Tonnen: http://www.amazon.de/Wagenheber-elektrisch-Hubkraft-Hubhöhe-12-35/dp/B004D44TPG/ref=pd_cp_ce_0 Falls zu sperrig, hätte man schonmal Spindel, Lager, Mutter und einen akkutauglichen 12V-Getriebemotor zum kompakter verbasteln
Possetitjel schrieb: >> Alex schrieb: >>> 1.: Wie kann ich eine Spindel (o.ä.) mit einem relativ >>> kleinem Motor betreiben der die Bewegung nach oben macht >>> und dazu noch eine Kraft von 250kg aufbringen kann. >> >> Hydraulikzylinder. Pumpe hierzu an den Motor anflanschen > > Hallo?! Jemand zu Hause? Es wurde nach 2500 Newton gefragt, > nicht nach 2500 Kilonewton . schon, aber damit wird aus der Kraftmessung eine viel einfachere Druckmessung. Und mit einem doppeltwirkenden Zylinder kann man auch relativ einfach ziehen. Das erleichtert die Konstruktion erheblich. Bei der Kraft dürfte allerdings eine Pneumatik ausreichen, da spart man sich die Sauerei mit dem Öl. Ein einstellbarer Druckminderer, ein paar Ventile und eine Druckmessdose und schon ists fertig. Fertige, kleine Hydraulikaggregate mit einem kleinen Tank und Motor für Akkubetrieb gibts beim Anhängerzubehör. Noch sehr viel kleiner, einfacher und günstiger wirds wenn man eine Handpumpe verwendet und einen Manometer mit Schleppzeiger einsetzt. Dann brauchts weder Strom noch Akku und für diese Größenordnung ist das völlig ausreichend.
Thomas schrieb: > Nicht klein, aber für <100€ 2 Tonnen: > http://www.amazon.de/Wagenheber-elektrisch-Hubkraft-Hubhöhe-12-35/dp/B004D44TPG/ref=pd_cp_ce_0 > > Falls zu sperrig, hätte man schonmal Spindel, Lager, Mutter und einen > akkutauglichen 12V-Getriebemotor zum kompakter verbasteln und nach drei mal messen ists kaputt. Dazu noch die Probleme mit der Kraftmessung. Die Druckkraft will zudem auch erstmal in eine Zugkraft verwandelt werden. Nicht schwierig, aber dafür sperrig.
Schreiber schrieb: > und nach drei mal messen ists kaputt. Ja, ja. Ich hatte schon auch schon befürchtet, daß meine Idee absolut nicht großserientauglich ist. MfG Klaus
Schreiber schrieb: >>> Hydraulikzylinder. Pumpe hierzu an den Motor anflanschen >> >> Hallo?! Jemand zu Hause? Es wurde nach 2500 Newton gefragt, >> nicht nach 2500 Kilonewton . > > schon, aber damit wird aus der Kraftmessung eine viel einfachere > Druckmessung. Stimmt. Ist mir nach Absenden auch eingefallen :) > Bei der Kraft dürfte allerdings eine Pneumatik ausreichen, da > spart man sich die Sauerei mit dem Öl. Ja - handelt sich allerdings das Problem mit der Energiespeicherung ein (Federwirkung der Luft). Kein Drama, muss man aber bedenken. > Noch sehr viel kleiner, einfacher und günstiger wirds wenn man > eine Handpumpe verwendet und einen Manometer mit Schleppzeiger > einsetzt. Ja, die kleinen Werkstattpressen machen das ja so. Da wird aber die eine oder andere Null zuviel am Preis sein... > Dann brauchts weder Strom noch Akku und für diese Größenordnung > ist das völlig ausreichend. Naja, im Grunde tut es auch ein hinreichend große Schraubzwinge, die man ummodelt. Nur die Kraftmessung bleibt ein Problem.
Schreiber schrieb: >> Falls zu sperrig, hätte man schonmal Spindel, Lager, >> Mutter und einen akkutauglichen 12V-Getriebemotor zum >> kompakter verbasteln Hmm. Sieht gar nicht so falsch aus. > und nach drei mal messen ists kaputt. Nach meinen Erfahrungen mit so einem kleinen 12V-Kompressor denke ich: Als erstes gibt der Motor auf. > Dazu noch die Probleme mit der Kraftmessung. Die Druckkraft > will zudem auch erstmal in eine Zugkraft verwandelt werden. > Nicht schwierig, aber dafür sperrig. Naja. Vorteile: Fertig. Bezahlbar. Für die vorgesehene Belastung (2.5kN) geeignet.
Geht viel einfacher mit einem Wagenheber und einem Druckmesser am Wagenheber,mit welchem man anhand der Fläche des Hydraulikzylinders die wirkende Kraft berechnet. Dann muss man sich nur noch aus ein paar Balken oder ähnlichem Material einen Teststand bauen, wo man den Wagenheber reinstellen kann. Z.B. indem man eine L-förmige Struktur baut und am Ende einen Balken lagert, wo man den Wagenheber drunterstellt.
1 | O============= |
2 | || O W |
3 | || | a |
4 | || | g |
5 | || | e |
6 | || O nheber |
7 | ===================
|
Vielen Dank, viele gute Ideen die ich ersteinmal sammeln muss. Also für mich kommt nur ein Getriebemotor plus Spindel in Betracht...bin ja Elektriker, da brauch man keine Luft oder Hydraulik...;-) Strom(Akku) ist auch einfacher zu händeln, finde ich... Auch kann es ruhig ein paar Mark kosten... Sehr Interessiert mich diese Aussage vom npn(Gast), hast du noch die Typen parat, würde mich gerne mal in die Datenblätter einlesen...? > Eine Möglichkeit wäre eine Kugelumlaufspindel. Die hat im Gegensatz zu > einer normalen Gewindespindel eine sehr kleine Reibung und kann große > Kräfte erzeugen. Ich habe z.B. mit einem 20W-DC-Motor mit angeflanschtem > Planetengetriebe (ich glaube ca. 80:1) eine Kugelumlaufspindel > angetrieben und konnte damit locker 700kg erzeugen. >> >> 2: Wie kann man am besten die Kraft aufzeichnen (DMS, oder über den >> Motorstrom?!?!) > Ich würde Dehnmeßstreifen an einer der Aufhängungen (oben oder unten) > nehmen.
Grad die Einspannung von Holz ist nicht so trivial. Resp die Einleitung der Kraft. Einfach klemmen ist nicht. Dann hat man schon verloren.
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Hallo, nehmen wir mal an ich nehme einen Gleichstrommotor mit Planetengetriebe und eine Kugelumlaufspindel. Wie genau kann ich dann die Kraft messen, wenn ich das mit einem DMS machen will? Ich könnte den DMS an einen Eisen „kleben“ welches der Zuglast ausgesetzt ist und sich nicht "mitdreht". (Siehe Anhang) Das schwarze ist „normales Eisen“ (S235JRG2 – 10x10mm), wie berechne ich die möglich Dehnung und die daraus resultierende Kraft die der DMS misst? Finde darüber zu wenig im Netz…besten Dank!
Alex schrieb: > Das schwarze ist „normales Eisen“ (S235JRG2 – 10x10mm), wie berechne ich > die möglich Dehnung und die daraus resultierende Kraft die der DMS > misst? Gar nicht. Entweder du hast ein Stück Metall das in dem gewünschten Messbereich eine elastische Längenänderung macht, klebst da einen (2, 4?) passenden DMS drauf und ermittelst durch Referenzmessungen mit Gewichten was du misst, oder du kaufst dir einen fertigen passenden Kraftaufnehmer. Die Idee mit einer normalen Personenwaage ist bei geeigneter Mechanik vieleicht gar nicht so schlecht, allerdings müsstest du da die Elektronik (teilweise) selbst entwickeln, weil die Waage zu lange für einen Messwert braucht. Mit der Originalelektronik könntest du aber zumindest deine Elektronik abgleichen.
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...das Eichen mit den Gewichten ist ne gute Sache...dachte man könnte es auch rechnerisch einfach ermitteln....
Hallo, würde solch ein Sensor nicht funktionieren? http://www.robotshop.com/eu/en/500kg-s-type-load-cell.html Funktioniert sowohl auf Zug wie sowie auf Druck (laut Beschreibung) Mit freundlichen Grüßen tom
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