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Hallo, ich stehe momentan voll auf dem schlauch.
ich habe einen grundkörper, auf diesem ist eine kunststoffabdeckung mit federn befestigt. unser kunde verlangt nun das die federn die abdeckung halten sollen und zwar zwischen 1 und 3 g.
jetzt kommt mein problem. wie kann ich das testen??
ich dachte das ich das teil aufhänge und eine gewisse strecke falen lasse. wenn dann die scheibe hält ist es ok.
nur wie kann ich das rechnerisch nachweisen? welche fallhöhe wird benötigt?
Gruss patrick

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Energiesatz

- wenn du ein paar nähere Angaben oder eine skizze davon hier rein stellst könnte ich mal mein Glück versuchen. Technische Mechanik ist erst 2 Semester her........
Bzw. wenn du Federkenndaten hast, dann weist du ja auch das die Federn eine Vorspannung von 3g benötigen, damit der Deckel sich nicht bewegt!

Edit: Wenn du es natürlich nur praktisch nachweisen sollst kannst du den Deckel auch zusätzlich mit seinem zweifachem Gewicht belasten, wenn er sich nicht bewegt, weißt du das die Federn 3g Vorspannung oder mehr haben!

[Diese Nachricht wurde von Timm am 29. Jun. 2005 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Timm am 29. Jun. 2005 editiert.]

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idee:

verändere doch mal die dichte deines bauteils variabel zwischen 1 und 3 mal soviel wie real und beobachte die feder. oder wie? rechnerisch, zu fuß?
dann sollte dein teil halten, wenn du die dichte um den faktor 3 erhöhst, und die federrate sollte ausreichend sein, damit die feder nicht voll zusammengedrückt wird? oder was? oder hab ich das jetzt falsch verstanden..?

kai

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Hi,
@Timm: Die idee mit den Gewichten anhängen ist super werde ich gleich machen.
Nur weiß ich eben nicht ob es unseren Kunden zufrieden stellt.
Gibt es nicht irgend eine Formel mit welcher ich berechnen kann aus welcher Höhe ich das Teil fallen lassen kann um die gewünschten g zu erhalten?

Patrick

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Das mit der einen Formel und dann Höhe wissen, halte ich für äußerst kompliziert, denn wenn du dein teil mit 3g belasten willst muss ja deine beschleunigung a=3*g sein also 30m/s²
um diese beschleunigung während deinem bremsvorgang zu erhalten müsstest du nach der Formel a="Delta"v/"Delta"t ; also Geschw.änderung pro Zeit deine Geschwinidigkeit irgendwie ausrechnen (Bremszeit vorgeben! geht aber eigentlich gar nicht, oder ich weiß nicht wie!) und wenn du dann die Geschwindigkeit v hättest, dann könntest du über m*g*h=1/2*m*v² (also h=1/2v²/g)  deine erforderliche Höhe "h" errechnen.

am aller einfachsten ist es aber über die Federsteifigkeit und die Federverformung die Vorspannung der Feder zu errechnen, die müsste halt mindestens 3*GewichtDeckel+Sicherheit sein, dann passt das!

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@ patrick !

Hier wird etwas verwechselt.
Das g ist ja keine Kraft, sondern die Fallbeschleunigung.
Und egal aus welcher Höhe dein Teil fällt, ist auf der Erde die Fallbeschleunigung ( g=9,81m/s²).
Mit der Fallhöhe ändert sich die Fallgeschwindigkeit, nicht die Beschleunigung.
Wird dein Teil auf irdendwas draufgeworfen?
Wahrscheinlich wird das Teil mit 3g beschleunigt bzw. abgebremst.
Die Variante mit den unterschiedlichen Dichten ist da schon besser.
Da bei einer Beschleunigung mit 3 g die dreifachen Gewichtskräfte  (F=m*a)wirken.
Über diesen Zusammenhang hast Du Kräfte für deine Federberechnung.
Wenn du die Federn so auslegst, das Sie die 4-fachen Gewichtskräfte halten, so solltest Du auf der sicheren Seite sein.
Wie Timm bereits ausgeführt hat.

Tschüß Frank!

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Hallo,

Irgendwie ist das hier alles großer Kappes ohne ein Skizze auf der man sehen kann wie die Teile montiert sind und wie die Kräfte einwirken sollen. Mit könnte ich bestimmt sagen wie es gerechnet wird, da ich in der Schule immer gut aufgepasst habe. *g*

Aber man könnte ja auch folgende lustige Prüfung durchführen:

Man dreht das Teil auf eine horizontalen Kreisbahn mit der Geschwindigkeit, in der die Fliehkraft 3g*m beträgt ^^ Das auszurechnen ist soooo einfach:

F = m· w²·r mit F = Fliehkraft
m = Körpermasse
w = Winkelgeschwindigkeit
r = Bahnradius 

Allerdings würde ich das nur nach Feierabend im dunkeln tun, weil das peinlich ist ^^

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Gruß der ganz böse Jörg

You know you're an engineer if you have no life & can prove it mathematically.

[Diese Nachricht wurde von Jörg H. an seinem Nichtgeburtstag editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Jörg H.:

Man dreht das Teil auf eine horizontalen Kreisbahn mit der Geschwindigkeit, in der die Fliehkraft 3g*m beträgt ^^ Das auszurechnen ist soooo einfach:

F = m· w²·r mit F = Fliehkraft
m = Körpermasse
w = Winkelgeschwindigkeit
r = Bahnradius 

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Hi,

bei kleinen Teilen in der Raumfahrt wird das sogar gemacht und dort werden die nicht "nur" mit 3*g sondern noch höher belastet. Wenn das Teil relativ klein ist, kannst du es auch in eine Zentrifuge mit Glasdeckel stecken und die entsprechnde g-Zahl einstellen. Mit einer Stroboskoplampe kannst du dann von oben die Bewegung beobachten, wenn die Dauer zwischen den Blitzen mit der Drehzahl syncron läuft.

Wenn du wirklich eine Zentrifuge auftreibst, achte auf eine gleichmäßige Beladung ohne Unwucht, da diese die Messung stört und ausserdem die Zentrifuge beschädigt werden kann (Sieht lustig aus, wenn ein Rotor in zwei Hälften fliegt und das ganze Gehäuse zerbröselt wird)

Gruß Uwe Martin

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Lebe fröhlich lebe Heiter
wie der Spatz am Blitzableiter

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...klingt wie ein Fall für COSMOS 

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Zitat:

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Original erstellt von Ulrike S:
...klingt wie ein Fall für COSMOS  

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Nein,
der Deckel wird mit seiner dreifachen Masse Angenommen und der resultierende Federweg berechnet.

Folgende Formeln geklten:

F=c*s

F: Federkraft in N
c: Federkonstante in N/mm^2
s: Weg in mm

Die Kraft berechnet sich wie Folgt:
F=m*a

m: Masse in Kg
a: Beschleunigung in m/s^2 (hier 3*Erdbeschleunigung)

Bei mehreren Federn wird die Kraft entsprechend durch die Anzahl der Federn geteilt. Dabei sind zwei Fälle zu berechnen:
Die Vorspannkraft und die Kraft bei 3*Erdbeschleunigung. Wenn die Vorspannkraft größer als die Kraft bei Belastung ist, hast du gewonnen und die Konstruktion hällt.

Gruß uwe Martin

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Lebe fröhlich lebe Heiter
wie der Spatz am Blitzableiter

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Zitat:

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Original erstellt von oberkaffeetante:
...Wenn die Vorspannkraft größer als die Kraft bei Belastung ist, hast du gewonnen und die Konstruktion hält.

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Ach, wenn doch Alles so einfach wäre!

Ich muss sagen, dass ich das wohl ein interessantes Thema finde, aber trotz der vielen Buchstaben hier noch keinen blassen Schimmer davon erhaschen konnte, was da eigentlich wie befestigt wird und wie die Belastung erfolgt. Ein bisschen konkreter sollte es schon sein, denn so ist jede Rechnung Unsinn.

Patrick hat schon Recht, wenn er das testen will, aber mit den bisher gegebenen Informationen ist da nix zu machen. Was heißt "Scheibe hält"? Dass sie ganz bleibt? Dass sie dran bleibt? Oder dass sie nicht verrutscht?

Bei den meisten Befestigungen läuft eine Menge über Reibung, und bei Reibung muss man mit große Streuungen rechnen. Also sind Versuche unumgänglich, wie Patrick auch vor hat.

Problematisch ist auch die Angabe des Kunden "1-3g". Gibt es da keine Prüfvorschriften? Es gibt z.B. Rütteltische, die vibrieren, und aus Frequenz, Bewegungsform und Ausschlag ergibt sich die Beschleunigung. Die kann man dann sogar einstellen, und das ist zumindest praxisnah.

Aber entspricht das der Praxis des Einsatzes? Wie sind denn überhaupt die Belastungen beschaffen, gegen die eine Sicherheit verlangt wird? Wie würden sie erfolgen?

"1-3g" ist so für sich allein vollkommen wertlos!

HTH
Roland

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[Diese Nachricht wurde von Doc Snyder am 30. Jun. 2005 editiert.]

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Hallo Doc Snyder und alle anderen,

Klar hast du recht, mit mehr Informationen kann man genauere Aussagen treffen. In meinem Vorhergehenden Post ging es ja auch um die Prinzipielle Berechnung der Feder. Ich habe einige Sonderfälle eingebaut, aber mir ist durchaus bewußt, daß diese Formeln auf den jeweiligen Fall angepasst werden müssen. Die von mir verwendeten Formeln sind allgemeine Formeln, zur Abschätzung der Federkraft. Wenn die Feder jetzt nicht aus Stahl, sondern aus Elastomeren besthet, ist zusätzlich noch die Dämpfung zu berücksichtigen. Wenn zusätzlich die Kraft nicht konstant ist, führt das unweigerlich auf eine Differntialgleichung (DGL), die im Forum schon schlecht darzustellen ist. Die Lösung der DGL ist dann schwieriger oder u.U. nur Iterativ (FEM etc) zu lösen. Auch ich habe mir in dieser Diskusion öfters ein Bild gewünscht, aber für meine Vorstellung habe ich Folgende Verhältnisse:

Platte
______
  F    ^Kraft
  E    |
  D    |
  E    |
  R   
______
Gegenlager

So wie ich die Aufgabe verstanden habe, soll der Abstand zwischen Platte und Gegenlager gleich bleiben, auch wenn sich die Kraft ändert. Die Vorspannkraft wirk in meinem Beispiel nach unten Richtung gegenlager. Wenn jetzt Kraft und Vorspannkraft gleich sind, reicht eine Kleine zusätzliche Kraft aus um die Platte anzuheben.

Gruß Uwe Martin

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befestigung-feder.jpg

Hallo,
ich habe jetzt mal ein Bild eingestellt. Der obere Körper (grün) hat seitlich Federn angenietet. Der untere Körper (rot) wird von unten über die Federn geschoben und eingeschnappt.
Ich habe von unserem Kunden nur die Angabe bekommen 1g nach unten. Es soll in einem Zug eingesetzt werden. Mir ist schon klar das es in einem Zug auch schüttelt (zb durch Schienenübergang) aber er hat nicht mehr gefordert.
Ich habe den Versuch aufgebaut und Gewichte an das untere Teil gehängt. Ich habe jetzt ca. 5x das Gewicht des unteren Teils angehängt und es hält. Ich hätte es aber noch gerne irgendwie gerechnet.
Patrick

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SW 20005 SP3
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Zitat:

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Original erstellt von supereise:
Ich habe jetzt ca. 5x das Gewicht des unteren Teils angehängt und es hält. Ich hätte es aber noch gerne irgendwie gerechnet.

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Wieso das denn, traust du deinen Augen nicht??

Spaß beiseite, wie vorher schon angemerkt wurde ist bei diesem Beispiel Reibung im Spiel (wie so oft im Leben) und in diesen Zusammenhang hat man zwengsläufig eine sehr große Streuung.
Du könntest IMHO bestenfalls zurückrechnen, welchen Reibwert du an deinem Versuchsmodell aktuell hast.
Das ist genau jene Sorte Beispiel bei der man mit Annahmen und Werten solange rumhantiert, bis das Ergebis mit der Realität übereinstimmt. ;-))

Gruß  Oldie           

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Der direkte Weg ist nicht immer der schnellste.

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Endlich ein Bild, (und Danke dass es jpg ist, so dass auch ich es sehen kann  ) das sagt wirklich mehr als all die tausend Worte.

Also Rechnen kann man da wohl getrost vergessen.

Es müsste IMHO auch geprüft werden, wie es sich bei unsymmetrischem und/oder schrägem Lastangriff verhält. Aber Jeder wie er will, speziell der Kunde. 

Denk aber auch daran, dass speziell solche Schnappverschlüsse ausleiern. Die Schnappfedern runden im Gebrauch die Kunststoff(?)kanten, und alle Winkel, die da wirken, werden verändert. Außerdem wirkt der pulvrige Abrieb u.U. wie Schmiermittel, so dass dann auch ein anderer Reibwert gilt. Reibwerte sind sowieso schlimmer als Stollentrolle*!  Also Deinen derzeitigen Sicherheitsfaktor von 5/3 halte ich da noch für unzureichend, oder ist da schon das Ausleiern mit drin berücksichtigt?

Aber Zugfahren mag ich ja sowieso nicht mehr  .

Gruß
Roland

*"Trau niemals einem Stollentroll!", Walter Moers, "Die 13,5 Leben des Käptn Blaubär"

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Hi,

Also mit fallen lassen wirst du bei dem ding wirklich nix erreichen, was auch nur annähredder Realität entspricht. Auch FEM halte ich nicht für wirklich hilfreich, da du ja schon den Reibwert zwischen den Teilen nix genau kennst.
Wenn du wirklich wissen möchtest ob das ding hält, kommst du an einem Praxistest, meiner Meinung nach, nicht vorbei.
Rütteltisch o.ä. an die Sonne und gegebennen Falls immerwieder ein- und ausrasten lassen. Ob sich der Aufwand lohnt?! Sicher nicht.
Ich würde einfach großzügig dimensionieren und gut ist.

Das die DB solche s***** Vorgaben wie 3g angibt find ich so lustig... Schreibtischattentäter scheinen da auch am Werk zu sein...

Rechnen bei Reibschlüssen die auch noch verschleißen können ist halt immernoch schwierig. Formschluß wäre doch in dem Fall, falls erlaubt, auch möglich, in dem du einfach ein kleine Zunge aus der Feder schauen lässt. Aber da wirst du wohl deine GRünde für haben. Gib mal weiter schön power damit Bahnfahren wieder spaß macht ^^
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Gruß der ganz böse Jörg

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