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Hallo Zusammen!

Ich hoffe ihr könnt mir bei folgender Aufgabe helfen und möcht mich gleich für meine Unwissenheit entschuldigen.

Eine Baumaschine soll von zwei Zahnringmaschinen angetrieben werden, wobei umschaltbar eine große Kraft oder eine hohe Geschwindigkeit erzeugt werden soll. Bei einer Steigung von 30° soll noch eine Geschwindigkeit von 3,6 km/h gefahren werden können. Die Maschine wiegt 6 Tonnen. Gegeben sind Antriebsdrehzahl des Motors mit 3000 1/min, der Arbeitsdruck 200 bar und die Wirkungsgrade (volumetrisch und mechanisch)des Motors und der Antriebe sowie zwischen Rad und Boden.

Nun soll zunächst das Schluckvolumen der Pumpe V1 berechnet werden.
Soweit kein Problem. Über Hangabtriebskraft folgt das aufzubringende Moment der Antriebe. Damit und mit dem Wirkungsgrad Rad/Boden das erforderliche Moment der Antriebe M=m*g*sin(30°)/µ. Gleichzeitig ist M=p*V*µ/(2*Pi) mit dem mech. Wirkungsgrad der Antriebe. Durch gleichstzen erhält man das Volumen V der Antriebe. Mit dem Förderstrom Q=n*V kann man dann durch gleichstzen und umstellen das Volumen des Motors berechnen (wieder unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade). Wie gesagt bis hier hin kein Problem.

Jetz soll man aber die erreichbare Geschwindigkeit in der Ebene berechnen.

Mein Ansatz war zunächst dieser:
Ich hab angenommen, dass die Antriebe vorher parallel geschaltet waren, um die Kraft für die Hangfahrt auf zu bringen. Nun werden Sie in Reihe geschaltet wodurch sich die Durchflussmenge verdoppelt (???). Hieraus würde sich dann die doppelte Drehzahl und somit Geschwindigkeit ergeben     
Wenn ich aber von der Leistung ausgehe und sage dass die konstant ist, so ergibt sich diese mit den obigen Werten zu P=2*Pi*M*n (mit M als Moment aus der Hangabtriebskraft). Umgestellt nach der neuen Drehzal ergibt das n=P/(2*Pi*m*g*sin(0°)). Aber das geht nich, weil sin(0°)=0 ist       

Also woran hab ich nicht gedacht???

     

Jetz schon mal danke für eure Hilfe. Ich hoffe es ist einigermaßen verständlich, was ich geschrieben habe.

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Moin

Erstmal herzlich willkommen hier uaf Cad.de.

Zu Deinem Problem: Die Leistung ist erstmal irrelevant, da die Raddrehzahl primär von Schluck- und Fördervolumen (von Motor und Pumpe) und der Pumpendrehzahl bestimmt wird. Erst wenn der Betriebsdruck erreicht ist (d.h.: die Pumpe bzw. das DBV regelt ab) wird die Leistung relevant und Du fährst in die Leistungsbegrenzung => Drehzahlabsenkung, da durch das Abregeln des Volumensstromes die Motordrehzahl absinkt.

BTW: Der Sin(0) in Deinem Ansatz ist OK, da der Leistungsbedarf auf ebener Strecke tatsächlich Null ist (Wenn man so Kleinigkeiten wie Roll- / Windwiederstand und Wirkungsgrade vernachlässigt. Aber wer ist schon so kleinlich....  )

HTH Mathias

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Der vernünftige Mensch paßt sich der Welt an;
der unvernünftige besteht auf dem Versuch, die Welt sich anzupassen.

Deshalb hängt aller Fortschritt vom unvernünftigen Menschen ab.
(George Bernard Shaw)

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Vielen Dank erstmal für deine Antwort.

Ist dann also mein erster Ansatz richtig:

Wenn im Arbeitsbetrieb (goße Kraftaufbringung, geringe Geschwindigkeit mit 3,6 km/h bei 30° Steigung) die beiden Antriebe parallel geschaltet sind und dann in der Ebene zwecks höherer Geschwindigkeit in Reihe geschaltet werden, verdoppelt sich ja dadurch die Durchflussmenge pro Antrieb und somit auch die Drehzahl.

Fazit: In der Ebene doppelte Geschwindigkeit mit 7,2 km/h

Kann ich das so stehen lassen ohne großartig gerechnet zu haben?  

Oder muss ich im Endeffekt dann doch so Kleinigkeiten wie Roll- / Windwiederstand und Wirkungsgrade berücksichtigen und mit dem Reibmoment rechnen? Denn die Wirkungsgrade sind ja alle angegeben. Aber Du sagst ja, dass dies nur im Überlastfall relevant ist, der in diesem Fall mit Sicherheit nicht vorliegt.

[Diese Nachricht wurde von Lammbock am 08. Mrz. 2006 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Lammbock am 08. Mrz. 2006 editiert.]

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Ich bin kein Fahrzeugtechniker, aber sind das wirklich 30 Grad und nicht 30 Promille? 30 Grad ist nämlich verdammt steil, ich könnte mir vorstellen dass man da nicht so leicht hinaufkommt...

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mfG
PeterW

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Es geht hier ja nur um die Theorie. Das ist eine Aufgabe, die ich Zecks Übung gerade durchrechne. Ob das jetzt 30 oder 5 Grad sind, ist hierfür egal, das würd sich ja nur auf die Zahlenwerte auswirken. Ich will nur wissen, wie ich zu diesem Zahlenwert gelange.

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Du mußt schon bezogen auf den Anwendungsfall abschätzen, wie groß die Verluste / Wiederstände sind. Vielleicht hat ja der Radlader die Abmessungen eines Scheunentores und muß sich bei 120 kmh Gegenwind noch mit voller Geschwindigkeit fortbewegen. Dann könntest Du durchaus in die Überlast kommen.

Ist Alles eine Frage der Randbedingungen. Auf jeden Fall solltest Du die Fahrwiederstandkurven abschätzen.

HTH Mathias

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Sollte man in der Realität sucher tun. Aber das hier ist eine rein akademische Aufgabe, bei der mit dem gerechnet werden soll, was gegeben ist.

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