Hallo, Ich bin gerade dabei ein Pendelantrieb zu konzipieren. ein Pendel von 14 Meter Länge und 20 Kg Gewicht soll in einem kreis mit 7.2 Metern Durchmesser schwingen. Der Antrieb soll in der Lage sein das Pendel aus dem Ruhezustand zu Beschleunigen. Der Antrieb soll über ein bewegen des Aufhängungspunkts erfolgen. Er soll sich auf 2 Achsen um 20cm Bewegen können. (so wie man ein Pendel, was an der Hand hängt, beschleunigt) Ich habe jetzt das Problem, das ich nicht weiter komme bei der Berechnung ob das so möglich ist. Der Strömungswiderstand ist da der Hauptgegner. Ich muss also permanent mindestens die Kraft, die durch die Reibung verloren geht mit dem Antrieb wieder in das Pendel stecken. Ich habe das mal versucht auszurechnen und komme auf 1,94N Widerstand, der bei voller Auslenkung als Bremskraft wirkt. Ist das realistisch? Hat jemand einen Ansatz, wie ich jetzt weiter rechnen kann? wie rechne ich aus wie und mit welcher Kraft sich der Aufhängepunkt bewegen muss? Hat jemand Technische Ideen für den Antrieb? Ich bin dankbar für jeden Ansatz!!!
Angehängte Dateien:
-
pendelantrieb.png
30 KB
Sieht aus wie ein Bild von einer Darstellung eines parsec. Sorry wird dir nicht weiterhelfen. Aber warum probierst du das nicht aus. Man muß ja nicht jeden scheiß berechnen somal das in der Praxis dann eh nicht hinhaut.
Ich würde das so angehen: Oben in der Lagerung ein Motor ( Getriebemotor ) mit nicht zuviel Drehmoment. Langsames Anschwingen, bis die richtige Amplitude erreicht ist, dann die Kraft reduzieren, um einen gleichmäßigen Lauf zu er- reichen. Dazu müßte die " Ausschwingung " des Drehpendels mit Fotozellen überwacht werden, und die Motorkraft nachreguliert werden. Aber da gilt: " Versuch macht kluch ".
Mario K. schrieb: > Sieht aus wie ein Bild von einer Darstellung eines parsec. Sorry wird > dir nicht weiterhelfen. Aber warum probierst du das nicht aus. Man muß > ja nicht jeden scheiß berechnen somal das in der Praxis dann eh nicht > hinhaut. Und wenn ich mich nicht sehr täusche, dann spielt ein ganz anderer Effekt die erste Geige: die Resonanzfrequenz
Und es reicht völlig, den Aufhängepunkt etwas zur Drehachse zu veschieben. Am Besten was zum Einstellen, ob da 5 mm oder 5 cm optimal ist, muß man ausprobieren.
Das sowas funktioniert ist ja nicht das Problem, das Problem ist die nötige Motorleistung. ( + Drehzahlsteuerung ) Die muß ausreichen, den Luftwiderstand des gesamten Pendels zu kompensieren. Ich glaube nicht, daß sich das mit Rechnen bestimmen läßt. Da muß einfach mal so ein Gerät gebaut werden.
Deshalb würde ich das so ausprobieren: Versuchsaufbau ( mit originaler Pendellänge , und verschiebarem Aufhängungspunkt ) Handkurbel mit Federwaage ( wg. Drehmoment ) Eine zweite Person mit Stoppuhr. Jetzt kann man die Hochbeschleunigung testen, danach die Kraft, die nötig ist, das am Laufen zu halten. Anschließend ein Motorsteuerungsprogramm und gut ist das.
Natuerlich kann man das rechnen. Der Luftwiderstand einer Kugel ist Standard. Google nach "Stroemungswiderstand einer kugel" ..
hallo vielen dank für die verschiedenen Anregungen! Das Pendel hat bei jeder Amplitude eine feste Geschwindigkeit. also darf der Anschwung nie zu schnell oder zu langsam sein, sonst entsteht keine Schwingung. (Resonanzfrequenz wie Karl heinz Buchegger geschrieben hat) wie Bernd Funk schreibt muss der antrieb wissen wo sich das pendel befindet. ich dachte das Pendel auf 4 Drucksensoren (Waagen) zu lagern. so kann immer die Position des Pendels berechnet werden aus den 4 werten Der Luftwiederstand lässt sich berechnen, und das habe ich auch schon gemacht. ich bin eben auf die 1,944 N gekommen. (das Pendel ist keine Kugel) Das heißt der Antrieb muss permanent 1,944 N auf des Pendel ausüben. Versuche mit der Hand habe ich schon gemacht (von einer hohen Brücke) Dabei habe ich gemerkt, das man es nur schafft das Pendel bis zu eine bestimmten Amplitude abzulenken. (die war leider nicht sehr groß) ich glaube das liegt daran, dass wenn das Pendel leicht ist und an einer langen Schnur hängt, ist es garnicht möglich die 1,944 N auszuüben, da das Pendel zu wenig Gegendruck leistet. ein schwereres Gewicht bei gleich bleibendem Luftwiederstand wäre also besser. aber wie viel schwerer? Eine Rechnung wäre da schon sehr hilfreich, auch um es besser zu verstehen.
Der Luftwiderstand ist natuerlich keine Konstante, sondern von der Geschwindigkeit abhaengig. Und dann kann man's rechnen.
ich dachte das Pendel auf 4 Drucksensoren (Waagen) zu lagern. so kann immer die Position des Pendels berechnet werden aus den 4 werten Drei Sensoren sind ausreichend.
Wie schnell soll sich das Pendel denn drehen? eher langsam oder doch schneller? bei kleinen Geschwindigkeiten kann man den Luftwiderstand imho vernachlässigen. An der FH Zwickau wurde letztes Jahr ein Pendel installiert. Dieses schwingt zwar nur in eine Richtung, also nicht im Kreis, diese Richtung dreht sich aber über den Tag. Das Pendel dort wird durch kleine Magnetspulen unter ihm beschleunigt. Da darüber ein riesiger Luftspalt ist (Zwischen Spule und Kugel) kann dafür kaum Energie notwendig sein. Allerdings schwingt es sehr langsam, was aber auch an der großen Pendellänge liegt. Infos dazu: http://www.fh-zwickau.de/index.php?id=2624 evtl kannst du daraus ja einigen nutzen ziehen. p.s.: Luftwiderstand ohne "ie", das brennt in den Augen!
Die Geschwindigkeit und die Auslenkung aus der Vertikalen haengen zusammen. Stellt die Kraftgleichungen auf. Dann hat man auch sofort die differentialgleichung und die Loesung.
Julius V. schrieb: > Ich habe das mal versucht auszurechnen und komme auf 1,94N Widerstand, > der bei voller Auslenkung als Bremskraft wirkt. Ist das realistisch? Nur Luftwiderstand der Kugel? Das Seil kommt noch dazu und IMHO der größere Anteil Reibung im Antrieb (Umlenkung an der Kugel, Umlenkung an der Aufhängung, Lager Aufhängescheibe, Motor...) > Hat jemand einen Ansatz, wie ich jetzt weiter rechnen kann? > wie rechne ich aus wie und mit welcher Kraft sich der Aufhängepunkt > bewegen muss? Diese "Bewegungserhaltungs"-Kraft müsstest du über das Drehmoment bekommen L1 * F1 = L2 * F2 7,2/2 m * 1,94 N = 0,2/2 m * F2 F2 = 70 N > Hat jemand Technische Ideen für den Antrieb? Ich! ich! ich! Nimm ein stabiles Seil und eine gute Absperrung. In der bewegten Kugel steckt einiges an kin. Energie (1kJ)!
Es wurden Uhren ( Drehpendeluhren ) nach dem Prinzip gebaut, evtl. findet sich da etwas Literatur.
Eine Form der Regelung könnte sein: Das Stahlseil wird (30 cm ?) vom Aufhängepunkt enfernt in einer Gabel geführt. Beide Seiten der Gabel haben Drucksensoren. Beim Hochbeschleunigen könnte eine definierte Kraft vom Motor kommen. Im wirklichen Lauf würden alle Störungen bemerkt. Das Problem ist, daß die Sensoren mitdrehen müßten. ( Stromversorgung und Datenübertragung ? )
hallo nochmal. vielen dank für die weiteren Tipps! bin gerade dabei ein Versuchsaufbau zu basteln. habe einen Schrittmotor mit einem Getriebe. der sollte die nötige kraft aufbringen können. Das Hauptproblem was ich immer noch nicht richtig verstehe ist folgendes: was ich weiß ist, dass man mit begrenztem Spiel an der Aufhängung, auch nur eine begrenzte Amplitude erreicht. (das habe ich experimentell ermittelt) das heißt, das maximale Spiel an der Aufhängung hängt direkt mit der maximalen Amplitude zusammen. Diese Funktion brauche ich um herauszufinden ob mein Vorhaben möglich ist. Da sich der Antrieb nur mit T=7,36 Sekunden drehen darf bei einer Amplitude von 7.2 Metern, kann man mit der Geschwindigkeit nicht bestimmen wie viel Kraft man dem Pendel zuführt. Die Energie die der Antrieb pro Umdrehung rein stecken kann, hängt also von dem Spiel des Antriebs und dem Gewicht der Kugel ab. beides sind Werte die ich nur sehr begrenzt verändern kann, deshalb würde ich gerne das notwendige Spiel in Abhängigkeit zum Gewicht der Kugel berechnen. (alle anderen Werte sind nicht variabel und stehen oben in der Zeichnung) das muss man doch irgendwie berechnen können! freue mich nach wie vor über jeden Hinweis
Wenn ich auf einer Schaukel stehe und mit meinen Beinen beschleunige, dann steht mir auch nur ein bestimmter 'Antriebsweg' zur Verfuegung. Die Hoehe der Auslenkung ergibt sich primaer aus der Kraft, die ich in der Lage bin auf mein Pendelsystem auszuueben. - Habe ich experimentell ermittelt! Wo ich meinen Antrieb ansetze ist sekundaer, der Weg ist auch nicht so wichtig. Ah, guckst Du hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Kiiking
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.