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Forum: Offtopic Physikfrage


Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Hallo

Ich habe gerade ein Blackout bei einer Überlegung die ich mir mache.
Ich finde nicht die Formel um die Leistung zu errechnen.

Ich habe gesehen dass die Firma Bose Stossdämpfer mit Linearmotoren
entwickelt hat. Da habe ich mir mal Gedanken gemacht wieviel Leistung
so ein System frisst.

Nehmen wir an das Auto ist 1600 Kg schwer. Im Stehen wirken also 400Kg
auf einen Stossdämpfer also einer Kraft

F=400Kg *9.81m/s2 =3924 N.

Doch im Stand muss der Linear Motor auch gegen die 3924 N
entgegenwirkgen ohne das der Linearmotor eine Geschwindigkeit hat.
Also der Motor nimmt eine Leistung auf.
Annahme Motorwirkungsgrad =100%

Ohne Stossdämpfergeschwindigkeit kann ich ja keine Leistung
erreichnen.
Mache ich einen Überlegungsfehler?

Gruss

Weihnachtsmann

: Gesperrt durch Moderator
Autor: Monguz (Gast)
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/*Annahme*
Deshalb sind auch Feder drinn ..oder ?
Joke bei seite..denke diese dämpfer bestehen auch aus eine statische
bzw.dynamische teil (was der Lin-Mot übernimmt) also es läuft auf ein
differenz leistung hinaus (Feder ws Lin-Mot)...oder sowas in der art

Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Hallo Monguz


Ich bin nicht sicher aber soviel ich weiss hat er keine Federn drin.

Falls doch würde es ganz sicher auch ohne Federn gehen.

Mich würde es interessiere ohne Federn. Denn ich kann den Motor genau
soviel Spannung geben dass er in der Ruhestellung gegen die
angenommenen 3924 N wirkt.

Autor: Monguz (Gast)
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Sorry Recht hast du.. Leider habe ich nachinein den artikel gelesen..

AKTIVES BOSE-FAHRWERK
Schweben über Asphalt
Mit seinen wuchtigen Soundanlagen hat der Audiospezialist Bose schon so
manche noble Oberklasselimousine in einen rollenden Konzertsaal
verwandelt. Schon bald könnte er sie dazu schweben lassen. Mit einem
völlig neuen Fahrwerk, das ganz ohne Federn und Dämpfer auskommt.

Bose Suspension System: Zusammenspiel von Sensoren und Elektromagneten
An Stelle der herkömmlichen Federbeine besitzt das so genannte Bose
Suspension System vier elektromagnetische Linearmotoren, die sämtliche
Fahrbahnunebenheiten aktiv ausbügeln. Dadurch gleitet das Auto über
Schlaglöcher und Bodenwellen hinweg, ohne dass die Karosserie sich
bewegt. Auch Wankbewegungen bei Kurvenfahrt und Spurwechsel oder das
Einnicken beim Bremsen oder Aufbäumen beim Anfahren kompensiert das
System.

Ganz ähnlich den elektronischen Dämpferkontrollen, wie sie schon heute
bei Mercedes, Porsche oder Opel zu finden sind. Deren grundsätzliche
Schwäche trotz ausgefeilter Elektronik ist jedoch, dass sie auf die
vertikale Beschleunigung der Räder immer nur passiv reagieren können.
Die Kräfte, die in die Karosserie weitergeleitet werden, können sie
dämpfen, ganz aufheben können sie diese nie.


Elektromagnetischer Linearmotor: Aktiv Schlaglöcher ausbügeln
Voraussetzungen für das aktive Federungssystem von Bose sind
hochpräzise Sensoren, die die registrierten Signale quasi in Echtzeit
verarbeiten sowie extrem leistungsfähige Elektromagneten, die das Auf
und Ab der Räder ausgleichen. Für den Fall, das die komplette Elektrik
mal ausfallen sollte, tragen vier Drehstabfedern das Gewicht der
Karosse.

Amar Bose, 74-jähriger Chef und kreativer Kopf des amerikanischen
Unternehmens, hat 24 Jahre Forschungsarbeit betrieben, bevor er das
System jetzt erstmals in der japanischen Oberklasselimousine Lexus LS
400 präsentierte. Jetzt sucht er einen Autohersteller, der mit ihm
zusammen das System zur Serienreife bringt. In voraussichtlich vier
Jahren könnte dann das erste Auto mit aktiver Radaufhängung über den
Asphalt schweben.

Autor: Monguz (Gast)
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Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Ich habe es im Fernseh gesehen. Da waren Mercedes und Co. mit ihren
elektronischen Dämpfer richtige Hoppelhasen. Der Lexus schwebte
wirklich fast.

Nur frage ich mich wieviel Leistung braucht so was. Das kann man
natürlich nicht genau sagen da auf unebener Strasse das System mehr
regeln muss.

Doch ich würde mal interessieren wieviel so was im Ruhezustand braucht.


Doch irgendwie fehlt mir die Formel dazu.

Autor: Keine Ahnung (Gast)
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Ich denke, dass ein Getriebe noch dazwischen liegt, und dieses die
"Stehkraft" ausgleichen kann.

Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Das glaube ich ja nicht bei einer Bodenwelle würde die Kraft auf das
Getriebe wirken und nicht auf den Motor. Ein Getriebe mit Selbsthemmung
sind solche mit Schneckenrad so was macht aber keinen Sinn.

Autor: Michael (Gast)
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Nunja...ich frage mich, was die Insassen (oder deren Magen bzw. deren
Gehirn) dazu meint. Als die Schweizerischen Bundesbahnen Neigezüge mit
automatischer Neigesteuerung einführten, wurde vielen Insassen übel.
Trotz Verbesserungen an der Steuersoftware sind die Probleme noch nicht
vollständig gelöst. Boses Fahrgestell ist zwar nicht ganz das selbe,
aber ich könnte mir eine ähnliche Wirkung vorstellen...

Gruss

Michael

Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Das kann ich mir echt nicht vorstellen.

Das Problem der SBB habe ich auch schon feststellen müssen.
Meine Erfahung ist dass das Problem "Doppelstock" heisst.
Je höher man sitze desto mehr schwankt es. Das ist mir jedenfalls sehr
schnell aufgefallen.

Autor: Willi (Gast)
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Hallo,
ich finde die ursprünglich Fragestellung schon interessant,
und würde die auch gerne beantwortet bzw. weiterdiskutiert haben.

Eins ist klar:
Man muss dem Auto eine konstante
Beschleunigung von 9,81m/s^2 erteilen, um es zu tragen

Deshalb kann man die Frage verallgemeinern:

Welche Leistung P braucht man
um einer Masse m eine
Beschleunigung a zu erteilen ?

Meine Suche im Web bringt immer nur die
Beschleunigungsarbeit W= 1/2  m  v^2.

Gesucht ist aber Leistung, nicht Arbeit,
und die Geschwindigkeit ist Null.

Meine bescheidenen Physikkentnisse
bringen mich da nicht weiter.
Also wer kann helfen ?

MfG Willi

Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Vielleicht muss man einfach mit der Beschleunigung rechenen also ich
meine mit der Erdbeschleunigung von 9.81m/S^2?

Etwas anderes fällt mir nicht ein.

Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Vielleicht muss man so was als Elektromagnet rechnen. Also ein
Elektromagnet das ein Gewicht anzieht?

Autor: Tassilo (Gast)
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Hi @All,

vielleicht hilft ja das Drehmoment weiter! Wenn man jetzt einen Motor
mit welle betrachtet!?

Liebe Grüße
Tassilo

Autor: Tassilo (Gast)
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P.S.: Dieses währe dann das Haltemoment!

Jetzt kommt es auf die Art den Motors an wieviel Leistung er benötigt!

Liebe Grüße
Tassilo

Autor: Willi (Gast)
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Hallo,
ich hab noch mal drüber nachgedacht,
und ich habe jetzt die Lösung:
Die benötigte Leistung ist egal bei welcher Masse: Null.

Wenn keine Bewegung da ist, fällt keine Arbeit an,
und es ist auch keine Leistung nötig.
Auch wenn man das nicht recht einsehen will - es ist so.
Deshalb kriegt man keine Formel hin, mit mech.Leistung,
wo keine Bewegung oder Geschwindigkeit drin ist.
Man könnte die Bewegung und/oder Geschwindigkeit
natürlich beliebig klein machen, um sich an den Stillstand
"heranzutasten". Aber das hilft nicht weiter, weil die Arbeit
und damit die Leistung dann auch beliebig klein werden.

Es ist komisch: Wenn man einen E-Motor, auch einen Linearmotor,
festhält und unter Strom setzt, dann über er eine Kraft aus,
denn er will ja loslaufen.
Aber es wird keine Leistung geleistet, jedenfalls keine mechanische.
Die elektrische Leistung, die dann natürlich trotzdem umgesetzt wird,
ist dann ausschliesslich Verlustleistung und wird komplett als Wärme
abgegeben.

Die Leistung hängt von der Höhe der Geschwindigkeit ab,
und wenn die Null ist, dann ist auch die Leistung Null.

Mfg Willi

Autor: Tassilo (Gast)
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Hi Willi,

sagte ich ja! Deine Leistung, ist das Haltemoment des Motors!

Liebe Grüße
Tassilo

Autor: Willi (Gast)
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Hi Tassilo,
nee, nicht einverstanden.

Ein Moment alein braucht keine Leistung !

Jetzt, wo ich das endlich begriffen habe,
bin ich da ganz dogmatisch drin. :-))

Gruß Willi

Autor: Tassilo (Gast)
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Achso, und den Strom wo das Ding frisst, wenn es in der schwebe ist -
den vergessen wir mal! - Oder??

Nim eine Stange! Mache sie an die Welle des Motors hin! Hänge dich an
die stange! und Schalte den Motor ein! Und warte 10Jahre, - Dann
bestommst Du eine Stromrechnung! Die Du nicht bezahlst weil Du ja keine
Leistung oder arbeit verrichtet hast!!

1.) Unter einwirkung eines Momentes erfährt dieses Ding eine
Winkelbeschläunigung a (gehen wir mal von einer starren Achse aus!!

Nur der Motor wirkt dieser im Vorzeichen entgegen!!

Liebe Grüße
Tassilo

Autor: Andreas Wiese (Gast)
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Das hat Willi doch schon erkärt, und er hat völlig recht.

Wäre alles ideal und verlustfrei, dann bekämst du keine Stromrechnung,
weil keine Nutzleistung aufgebracht wird. Alles was an Leistung
verbraten wird ist reine Verlust(Wärme)leistung.

Leistung ist nämlich nicht gleich Kraft, sondern Kraft mal
Geschwindigkeit. Da die Geschwindigkeit 0 ist, ist die mech. Leistung
also auch Null.

Da wir keine idealen elektrischen Leiter haben, fällt elektrische
Leistung an, die aber nicht in mech. umgewandelt werden kann. Also
Verluste und in diesem Fall Wirkungsgrad Null.

Es sind alles recht einfache Zusammenhänge, aber von der täglichen
Erfahrung her stutzt man da schonmal ein bisschen.

Autor: Rufus T. Firefly (Gast)
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.

  "Leistung ist nämlich nicht gleich Kraft, sondern Kraft mal
  Geschwindigkeit. Da die Geschwindigkeit 0 ist, ist die mech.
  Leistung also auch Null."

Eben. Wäre das anders, würde beispielsweise ein in die Wand
geschlagener Nagel, an dem ein Bild hängt, ja auch eine Leistung haben
...

Autor: Tassilo (Gast)
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Ja, es ist ja alles soweit richtig - Ich habe es ja auch nicht
abgestritten!!

Mechanisch wird keine Arbeit verrichtet und keine Leistung benötigt!!!

Allerdings ich als E-Ing. der eine Schaltung auslegen soll, hat eine
Leistung! Und das ist die Leistung, die mein Motor im Haltemoment
benötigt!

Liebe Grüße
Tassilo

Autor: Tassilo (Gast)
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Vielleicht reden wir ja auch nur aneinader vorbei!!

Autor: Clemens (Gast)
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Es wird keine mech. Leistung umgesetzt. Wenn ein Elektromotor blockiert
wird => Was hier erforderlich ist, hat er den schlechtesten
Wirkungsgrad nämlich 0%!

Wieviel Leistung nun wirklich benötigt wird hängt vom verwendeten
Motortyp ab.

Vermutlich wird ein Synchronmotor verwendet, weil die ein relativ
großes Haltemoment bei geringem Strom erzeugen. Wieviel Leistung
wirklich benötigt wird kann ich dir leider nicht sagen! Das hängt von
vielen Parametern wie z.B. Auslegung der Erregerwicklung,
Ankerwicklung, Motordurchmesser usw. ab.

Autor: Pixar (Gast)
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Hallo!

Weiß jemand, ob oder wann die Stoßdämpfer von BOSE auf den Markt kommen
bzw. in welcher Preisklasse sie sich dann bewegen?

Danke!

Pixar

Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Ich würde mal sagen die werden wenn sie mal auf den Markt kommen am
Anfang nur in der Luxusklasse eingesetzt und somit auch teuer sein.

Ich weiss nicht wann die kommen aber es dürfte noch ein paar Jahre
vergehen.

Autor: Pixar (Gast)
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Danke für Deine Antwort!

Habe gehofft, dass die in den nächsten Wochen/Monaten auf den Markt
kommen und auch evtl. nachrüstbar sind, wie ein normales
Sportfahrwerk!
Preislich war BOSE nie bei ALDI anzutreffen und wird es denke ich auch
nicht sein! Na wird man wahrscheinlich schon tief in die Tasche greifen
müssen!


Pixar

Autor: Weiss (Gast)
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Im Luftspalt des Linearmotors findet eine Energieumwandlung statt.
Elektrische Energie (u*i*dt) wird in mechanische (kinetische und
potentielle) und elektromagnetische (i^2*L/2) umgewandelt. Zusätzlich
wird dem Netz Energie für die Verlustleistung (i^2*R) und die
Ummagnetisierungsverluste (Hysteresekurve) des Eisens entnommen.
Wird keine Bewegung ausgeführt, wird die Energie des Luftspaltes nur in
 potentielle Energie und elektromagnetische umgewandelt, die
entsprechenden Leistungen sind p=dw/dt, also die Änderungen der
Energien pro Zeiteinheit.
Die mechanische Leistung ist tatsächlich Null, da die kinetische
Energie Null ist (der Wirkungsgrad, bezogen auf die mechan. Leistung,
ist also Null, nicht 1). Trotzdem muss aus der Energiequelle (Netz o.ä)
Energie für die übrigen Leistungen bezogen werden.
Ich vermute hier einfach einen geregelten Gleichstrommagneten, keinen
richtigen Linearmotor. Das würde auch wenig Sinn machen, da bei
Stillstand der Schlupf 1 ist und bei diesem Schlupf der Motor/
Generator als Heizung wirken würde.
Genaueres zu DLM auf www.patriceweiss.com

Weiss

Autor: Unbekannter (Gast)
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Also, wenn man einen Motor festhält, wird die zugeführte elektrische
Leistung komplett in thermische Leistung umgesetzt. D.h. der Motor wird
warm.

Aber ich denke, dieses Stoßdämpfersystem arbeitet mit einem
Selbshemmenden Getriebe, und zwar nur in einer Richtung selbsthemmend,
nämlich in "Druckrichtung", also in Richtung zusammendrücken des
Stoßdämpfers.

Vielleicht ist mit "Linearmotor" in diesem Fall eine Kombination mit
herkömlichen Motor und Getriebe gemeint.

Alternativ könnte es auch so sein, daß die Einheit auch noch eine
elektromechanische "Bremse" hat, die den (echten) Linearmotor von
statischen Belastungen befreit.

Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Das mit dem Selbsthemenden Getriebe kann ich mir nicht vorstellen.

Dass die Kraft dann nicht auf den Linearmotor ausgeübt wird sondern auf
das Getriebe und somit nahezu wirkungslos.

Autor: Unbekannter (Gast)
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Wieso, ist doch ganz einfach: Ein Sensor stellt fest, daß die Kraft im
Stoßdämpfer größer ist, als die statische Kraft. Also hilft der
Linearmotor in diesem Fall aktiv mit, die Selbsthemmung zu überwinden
(er bewegt das Getriebe ja von der anderen Seite) und zieht das Rad
entsprechend hoch. Naja, und wenn das Rad nach unten soll, weil es
durch eine Delle oder Schlagloch oder so fährt, muss der Motor ja auch
nicht so viel Kraft aufbringen, weil die Trägheit des Fahrzeuges etwa
um den Faktor 200 größer ist als die der Radaufhängung und des Rades
selbst.

Autor: Weihnachtsmann (Gast)
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Gehen würde dies sicher doch wenn ich Aufgrund der Kraft den Motor
steuere finde ich diese komplizierter als Aufgrund der Stellung und der
Geschwindigkeit des Einfederns.

Autor: Mathieu Gerdes (Gast)
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Hi,
eure Überlegungen sind ja alle ganz gut aber euch ist entgangen, dass
das Gewicht des Fahrzeugs auf Drehstäben lastet(wie früher beim VW
Käfer) und daher im Normalzustand keine Kraft auf die Motoren wirkt.
Nur wenn Hindernisse auftauchen, seien es Hügel oder Löcher, arbeitet
der Motor und verwindet die Drehstäbe, allerdings auch nur in eine
Richtung, nämlich beim Aus"federn", beim Ein"federn" fungiert der
Mototr als Generator und gewinnt so Energie zurück.
Daher ist die Annahme, dass die Motoren Leistung für das bloße Tragen
des Fahrzeugs verbrauchen falsch.Die Leistung, die der Motor für das
Ausgleichen der Hindernisse benötigt ist Hindernis- und
Geschwindigkeitsabhängig und ließe sich berechnen.

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Monguz

_Ganz ähnlich den elektronischen Dämpferkontrollen, wie sie schon
heute
bei Mercedes, Porsche oder Opel zu finden sind. Deren grundsätzliche
Schwäche trotz ausgefeilter Elektronik ist jedoch, dass sie auf die
vertikale Beschleunigung der Räder immer nur passiv reagieren können.
Die Kräfte, die in die Karosserie weitergeleitet werden, können sie
dämpfen, ganz aufheben können sie diese nie._

Das ist so nicht ganz richtig, ich hatte mal vor vielen Jahren etwas
angedacht, daß mit einer optischen Abtastung des Fahrweges vor der
Bereifung arbeiten sollte. Würde nun z.B. auf den Bürgersteig gefahren
werden, dann kann das entsprechende Rad aktiv und rechtzeitig  vor dem
Ereignis angehoben werden.

Manfred Glahe

Autor: A.Schröder (Gast)
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Hab ich mal im Netz gefunden unter:
http://www.all4engineers.com/index.php;do=show/lng...

Ähnlich wie bei regenerativen Bremsen in Hybrid-Fahrzeugen kann ein
Teil der für das aktive Fahrwerk aufgewendeten elektrischen Energie
zurückgewonnen werden. Die E-Motoren arbeiten zeitweise auch als
Generatoren – dann nämlich, wird die Bewegungsenergie der Räder wieder
in elektrische Energie umgewandelt und in Hochleistungskondensatoren
gespeichert. Daher benötige das Bose Suspension System weniger als ein
Drittel der Energie, die eine typische Autoklimaanlage verbraucht.

Autor: Kr2 Kr2 (kr2)
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hallo,
weis jemand ob diese Stoßdämpfer noch weiterentwickelt wurden bzw. schon 
verfügbar sind (vieleicht unter anderer Bezeichnung).

Zum oben diskutiertem Problem:

Zitat:
Drehstabfedern nehmen das statische Gewicht des Fahrzeugs auf. 
Zusätzlich nutzt das BOSE® Suspension System einen Schwingungsdämpfer an 
jedem Rad, um den Kontakt zur Straße zu halten. Anders als herkömmliche 
Stoßdämpfersysteme, die Vibrationen an die Karosserie weitergeben und 
damit den Komfort senken, steht der Schwingungsdämpfer nicht direkt mit 
der Karosserie in Verbindung und sorgt dadurch für maximalen 
Fahrgastkomfort.
(quelle: 
http://www.bose.de/DE/de/learning-centre/suspensio...)

mfg
kr2

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Wer einen vier Jahre alten Thread ausbuddelt, darf getrost als 
Leichenfledderer bezeichnet werden.

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