Feder automatisiert spannen

Technik Mechanik & Konstruktion
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Hallo!

Ich möchte mit einer technischen Feder ein Objekt mit der Masse von 2 bis 3 kg linear bewegen/beschleunigen.
Jetzt stelle ich mir die Frage, welche Möglichkeiten es gibt, die Feder nach einem „Abschuss“ wieder neu zuspannen. Das Spannen muss automatisiert passieren, ohne das ein Mensch eingreifen muss. Außerdem muss ich variabel festlegen können, wie weit die Feder zusammengedrückt wird, um unterschiedliche Stoßkräfte zu bekommen.
Was gibt es denn da für bewährte Techniken? Der Federhersteller konnte mir dabei leider nicht weiterhelfen.
Vielen Dank schon mal für alle Hinweise.

Gruß
Andreas

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Hallo!

Ich möchte mit einer technischen Feder ein Objekt mit der
Masse von 2 bis 3 kg linear bewegen/beschleunigen.
Jetzt stelle ich mir die Frage, welche Möglichkeiten es gibt,
die Feder nach einem „Abschuss“ wieder neu zuspannen. Das
Spannen muss automatisiert passieren, ohne das ein Mensch
eingreifen muss. Außerdem muss ich variabel festlegen können,
wie weit die Feder zusammengedrückt wird, um unterschiedliche
Stoßkräfte zu bekommen.
Was gibt es denn da für bewährte Techniken? Der
Federhersteller konnte mir dabei leider nicht weiterhelfen.
Vielen Dank schon mal für alle Hinweise.

Gruß

Hallo Andreas.
Da fehlt mal wieder die Hälfte!
a) welche Federkonstante (oder welche Maximalkraft) [N/m oder N]
b) welcher maximale Hub [m]
Wenn Du die Maximalkraft angibst und den Hub, ergibt sich die Federkomstante.
c) in welcher Zeit [s]
d) welche Hilfsenergie steht Dir zur Verfügung? (Elektrizität, Druckluft oder -wasser, Ölhydraulik, Fließwasser?)
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim

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Hallo Andreas.

Hallo!
Danke für Deine Antwort.

Da fehlt mal wieder die Hälfte!

Ja, ist mir klar. Die Feder ist eben noch nicht ganz errechnet, deshalb wollte ich mal allgemein anfragen.

a) welche Federkonstante (oder welche Maximalkraft) [N/m oder
N]

Die Maximalkraft liegt bei rund 500N.

b) welcher maximale Hub [m]

0,2 m

Wenn Du die Maximalkraft angibst und den Hub, ergibt sich die
Federkomstante.
c) in welcher Zeit [s]

In welcher Zeit sie gespannt werden muss? Das kann ich auch noch nicht genau sagen. Darf aber ruhig ein paar Sekunden dauern.

d) welche Hilfsenergie steht Dir zur Verfügung? (Elektrizität,
Druckluft oder -wasser, Ölhydraulik, Fließwasser?)

Momentan noch nichts, ich suche ja noch nach der Lösung. Elektrizität ist vorhanden. Druckluft habe ich schon angedacht, müsste dann aber angeschafft werden.

4

Hallo Andreas.
Ich wollte mir nur mal eine Vorstellung von der Leistungsklasse der Vorrichtung machen. Bei theoretisch 50 Nm gespeicherter Energie in ein Paar Sekunden liegst Du auf jeden Fall - je nach Wirkungsgrad - im Bereich von unter 1 kW. Aber um so etwas auszulegen oder dafür überhaupt nur eine Lösung vorschlagen zu können, müssen noch eine Menge Informationen über die Einsatz- und Randbedingungen geklärt werden. Und das geht erfahrungsgemäß nur im persönlichen Gespräch. Was man dort in einer halben Stunde klären kann, dauert im Korrespondenzverfahren Wochen und Monate.
Aber Du bist doch in München. Wenn Du ernsthaft interessiert bist, mail mich an und wir können ja mal telefonisch oder persönlich miteinander sprechen.
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim

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Hallo!

Ich möchte mit einer technischen Feder ein Objekt mit der
Masse von 2 bis 3 kg linear bewegen/beschleunigen.

warum soll es denn überhaupt eine Feder sein!
Ein Objekt kann mann auch anders linear bewegen.

Schreibe doch mal genauer, was Du überhaupt machen willst
und welche Randbedingungen gelten.
Gruß Uwi

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Schreibe doch mal genauer, was Du überhaupt machen willst
und welche Randbedingungen gelten.

Hallo!

Hier noch ein paar Infos:
Das Objekt (rund 40 * 60 mm, ca. 3 kg) soll aus der Ruhe möglichst schnell beschleunigt werden. Meine Wunschgrößen sind eine maximale Endgeschwindigkeit von 8 m/s auf einem Beschleunigungsweg von 20 cm. Das ergibt eine Beschleunigung von 160 m/s² oder eine Beschleunigungskraft von 480N.
Am Liebsten wäre mit das elektronisch (Spindelantrieb, Zahnriemenantrieb usw.), aber man hat mir gesagt dass die hohe Endgeschwindigkeit nicht zu machen ist. Wo liegen denn hier die Grenzen?
Pneumatik war mein zweiter Ansatz, ist aber relativ teuer und es ist nur mit teuren Ventilen möglich, die Geschwindigkeit zu variieren.
Deshalb bin ich nun bei der Feder gelandet…

Gruß
Andreas

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Hallo!

Hier noch ein paar Infos:
Das Objekt (rund 40 * 60 mm, ca. 3 kg) soll aus der Ruhe
möglichst schnell beschleunigt werden. Meine Wunschgrößen
sind eine maximale Endgeschwindigkeit von 8 m/s auf einem
Beschleunigungsweg von 20 cm. Das ergibt eine Beschleunigung
von 160 m/s² oder eine Beschleunigungskraft von 480N.

naja, ist schon ganz schön. Keine sehr kleine Apparatur.
Eine rein elektrische Variante könnte ich mir so vorstellen:
Der Stößel wird als Kern in einer Magnetspule geführt.
Mit einem kräftigen Stromstoß wird dann der Kern in die
Spule reingezogen werden. Die Beschleunigung ist vom
Strom abhängig. Die Zeit kann auch verändert werden.

Am Liebsten wäre mit das elektronisch (Spindelantrieb,
Zahnriemenantrieb usw.), aber man hat mir gesagt dass die :hohe Endgeschwindigkeit nicht zu machen ist. Wo liegen
denn hier die Grenzen?
Pneumatik war mein zweiter Ansatz, ist aber relativ teuer und
es ist nur mit teuren Ventilen möglich, die Geschwindigkeit :zu variieren.

Ich denke, das ist vom Konzept abhängig. Das läßt sich wohl
auch anders machen. z.B. ein pneumatischer Hubzylinder wird
von einem Druckgefäß (Speicher) gespeist.
Die Auslösung erfolgt mit einfachem Magnetventil.
Die Kraftwirkung ist linear vom Druck anhängig (der kann am
Speicher voreingestellt werden, auch elektronisch).
Wenn das Volumen des Druckspeichers wesentlich größer ist,
als das Volumen des Hubzylinders, dann wird die Bewegung
annähernd linear beschleunigt. Mit dem Magnetventiel
kann auch die Zeit gesteuert werden (bis auf ms genau).
Das Rückführen geht am einfachsten bei einem Hubzylinder,
der bidirektional arbeitet. Zum Zurückführen braucht also
auch nur ein Magnetventil geöffnet werden (eine
überkritische Düse verhindert, daß es zu schnell geht).

Deshalb bin ich nun bei der Feder gelandet…

Ja, ist sicher auch nicht verkehrt. Das Spannen geht da
mit 1000 Möglichkeiten. Viele werden wohl so arbeiten,
daß eine Klinke einrastet (vor oder nach Zurückziehen).
Übrigens, es muß nicht zusammengedrückt werden, ziehen
geht IMHO wohl noch leichter (z.B. weil die Feder nicht
geführt werden muß,mehrere Federn nebeneinander einsetzbar).

  • Spindel mit Klinke an Spindelspitze (sehr gut einstellbar)
  • Zahnstange, Zahnriehmen (-> Zubehör Bosch-Montageprofile)
  • Hebel + Kurbeltrieb an Getriebmotor
  • Pneumatisch mit Hubzylinder
  • hydraulisch (auch mit Wasserhydraulik)

Eine mech. elektrische Lösung, die wenig Werkstattaufwand
braucht ist evtl. die variante Zahnriehmen.
Da gibt’s bei Bosch oder ITEM Antriebstechnik zu den Montage-
sytemen mit Umlenkrollen und Motorantrieb auch für größere
Kräfte desweiteren auch Schlittensysteme und Laufrollen
auf Schienen usw.
http://www.bso-gmbh.de/
zu ITEM siehe hier:
http://www.item-international.com/de/produkte/katalo…
siehe kataolg -> 8.Dynamikelemente -> mech. Antriebselemente

Die geben natürlich auch Beratung und machen
kundenspezifische Lösungen.
Gruß Uwi