Wie Feder statt Gegengewicht?

Hallo,

ich suche eine mechanische Konstruktion die ohne Strom (zB mittels einer Stahlfeder) einen Gegenstand mit einer konstanten Kraft nach oben drückt, diese Kraft soll konstant bleiben auch wenn der Gegenstand nach oben gehoben wurde.
Also die gleiche Wirkung wie mit einem Gegengewicht (nur ohne Gegengewicht, zur Gewichtseinsparung).

Was ich damit erreichen möchte ist einen Gegenstand ohne grossen Kraftaufwand (und wie gesagt ohne Strom) mehrmals anheben und absenken zu können. Der Gegenstand hat ein Gewicht von ca 150 kg.

Ich suche also mehr oder weniger eine Konstruktion die eine Feder in eine mit waagerechter Kennlinie verwandelt.

Wenn ich es anderst oder besser Erklären soll oder Ihr Fragen habt sagts/fragts einfach.

Schonmal Danke

Hallo
Ein Problem könnte es sein, das Deine 150 kg nur mit relativ viel Energie zu befördern sind, also mehr als in eine kleinere Feder rein geht.
Gehen könnte es im Prinzip aber so:
Der Federweg wird über eine Kurvenscheibe abgewickelt.
Das heißt, ist die Kraft an der Feder stärker, wirkt die Feder mit geringerem Radius.
Die Kurvenscheibe hat eine normale Trommel(=gleichmäßiger Durchmesser) an der Achse, über die das Gewicht dann bewegt wird.
MfG
Matthias

Hallo

Befestige unter der Raumdecke eine Rolle und ziehe eine Schnur durch, an der der Gegenstand befestigt ist.

Befestige am anderen Ende ein Gewicht mit gleicher Last.

Mit Feder grosser Windungszahl oder langes Gummiband lässt sich das auf und abpendeln lassen.

Die Kennlinie ist beinahe konstant.

Gruss

Hallo,

meine Freundin hat gesagt um diese Zeit antwortet doch niemand mehr, aber ich hatte Recht *g*

Matthias:
Welche Form müsste so eine Kurvenscheibe haben und wo/wie müsste die Feder befestigt sein?

Beat:
Ich möchte eben wie gesagt kein Gegengewicht (da das bei 150 kg ja viel wäre). Und der Gegenstand soll nicht schwingen, ich möchte ihn wie ich möchte hoch- und runter bewegen können, das hab ich vielleich nicht so deutlich gemacht.

Vielen Dank

Hallo

Es gibt Magnethubzylinder, die mit 220 Volt arbeiten.

Gruss

Ich suche also mehr oder weniger eine Konstruktion die eine
Feder in eine mit waagerechter Kennlinie verwandelt.

Hallo,

das gibt es nicht wirklich, sondern nur angenähert. Aber ein Druckluft- oder Hydraulikzylinder wirkt so, wenn der Druck konstant ist.

Gruss Reinhard

Perpetuum Mobile?
Hallo Namenloser,

Ich möchte eben wie gesagt kein Gegengewicht (da das bei 150 kg ja viel wäre). Und der Gegenstand soll nicht schwingen, ich möchte ihn wie ich möchte hoch- und runter bewegen können, das hab ich vielleich nicht so deutlich gemacht.

Die Sache mit dem „Nicht schwingen“ dürfte nicht zu machen sein.

Du willst ein System, in welchem Du eine Masse von 150kg mit möglichst geringem Kraftaufwand, also ohne Reibungsverluste, in Bewegung setzen kannst. Du musst aber die Massenträgheit in Betracht ziehen. Wenn Du die 150kg in irgendeine Richtung beschleunigst (nach oben oder unten), dann hört Die Bewegung ja nicht auf, wenn Du keine Kraft mehr auf sie ausübst, sondern die Masse wird die einmal eingeschlagene Bewegung weiter fortsetzen, bis ihre kinetische Energie entweder durch die Reibungsverluste aufgezehrt wurde oder bis dass Du (in einem reibungslosen System) die gleiche Energie wie für die Beschleunigung für die Verzögerung der Masse aufgebracht hast. Das ist eindeutig ein schwingendes System, egal, ob Du es mit einer Feder oder mit einem Gegengewicht aufbaust.

Der Vorteil eines Systems mit Gegengewicht ist, dass es sich in jedem Punkt seiner Bahn im Gleichgewicht befindet, während das bei einem System mit Tragfeder aufgrund der Federkonstante nur für einen bestimmten Punkt der Bahn zutrifft, an allen anderen Punkten musst Du eine Kraft aufwenden, um die Masse in der Ruhelage zu halten.

Der Nachteil eines Systems mit Gegengewicht ist, dass Du für eine Änderung des Bewegungszustandes immer die doppelte Masse (Nutzlast + Gegengewicht) beschleunigen/verzögern musst, während Du in dem System mit der Feder (die Masse der Feder nicht berücksichtigt) nur die Nutzlast beschleunigen/verzögern musst. Allerdings dürfte die Masse einer so weichen Feder, wie Du sie Dir vorstellst, und mit einer Tragfähigkeit von 150kp an die Masse der Nutzlast herankommen, wenn sie sie nicht sogar beträchtlich überschreitet.

Ich wünsche viel Vergnügen bei der Konstruktion einer Mechanik, die viel Ähnlichkeit mit der Konstruktion eines Perpetuum Mobile hat.

Und viele Grüße an die Freundin - ja, es gibt einige Narren, die sich morgens um halb drei die Zeit mit der Erörterung solch unsinniger Probleme um die Ohren schlagen.

merimies

Hallo,

ich suche eine mechanische Konstruktion die ohne Strom (zB
mittels einer Stahlfeder) einen Gegenstand mit einer
konstanten Kraft nach oben drückt, diese Kraft soll konstant
bleiben auch wenn der Gegenstand nach oben gehoben wurde.
Also die gleiche Wirkung wie mit einem Gegengewicht (nur ohne
Gegengewicht, zur Gewichtseinsparung).

Was ich damit erreichen möchte ist einen Gegenstand ohne
grossen Kraftaufwand (und wie gesagt ohne Strom) mehrmals
anheben und absenken zu können. Der Gegenstand hat ein Gewicht
von ca 150 kg.

Ich suche also mehr oder weniger eine Konstruktion die eine
Feder in eine mit waagerechter Kennlinie verwandelt.

Das gibt es leider nicht.

Fragen: Was ist das für ein Gegenstand?. Wie ist er während des Hubvorganges geführt bzw. befestigt? Welchen Hub möchtest Du ausführen?

Gruß:
Manni

Hallo GC,

es gibt im Rohrleitungsbau für z.B. Prozessöfen sog. Konstanthänger. Diese haben über einen bestimmten Weg, der zu definieren ist, eine konstante Kraft Stützkraft.
Siehe z.B. http://www.lisega.de/product_groups/pg1_konstanth_ng… oder einfach guckeln.

Gruß Dieter

Schnecke
Hallo zusammen

Gehen könnte es im Prinzip aber so:

Der Konjunktiv ist hier nicht nötig.

Der Federweg wird über eine Kurvenscheibe abgewickelt.

Also etwa so:

http://watch-wiki.de/index.php?title=Schnecke

Zugegeben keine Uhr braucht zum Antrieb eine Kraft, die dem Gewicht von 150 kg entspricht, aber das Funktionsprinzip gilt ja trotzdem.

Viele Grüße
Stefan

Zu den neuen Antworten
Hallo,

erstmal vielen Dank für die Antworten. Ich weiss nicht wie das hier üblich ist. Deshalb schreibe ich hier gesammelt meine Antworten auf eure, das ist nicht so unübersichtlich.

Für den Fall das es interessiert oder jemand gute Links hat: ich überlege wie man einen praktischeren Rollstuhl/Fortbewegungshilfe für Gehbehinderte bauen kann als die üblichen und meiner Meinung nach etwas einfachen Rollstühle.

Die Reihenfolge ist eine nicht absichtliche Mischung aus chronologisch und von oben nach unten in der Artikelanzeige.

Kapok-Kid:
Vielen Dank für die Info und den Link, jetzt muss ich noch deren Funktionsweise verstehen, aber das wird schon *g*

Manni:
Ich suche ja nicht direkt eine Feder mit konstanter Kennlinie sondern einen Mechanismus der mittels einer Feder über eine bestimmte Strecke eine konstante Kraft aufbringt (und damit eine konstante „Feder“-Kennlinie hat). Eben wie der Mechanismis mit der Schnecke oder diese Konstantträger.
Zu deinen Fragen: der Gegenstand ist an seitlichen senkrechten Führungsschienen befestigt und der Hub soll ca 60 cm sein.

Reinhard Kern:
Damit der Druck auch konstant bleibt auch wenn das bewegliche Teil des Zylinders (vom Druck) herausgedrückt wurde muss ja „nachgepumpt“ werden, oder verstehe ich da etwas falsch?

[Name entfernt]:
Vielen Dank für die Infos und den Link!

merimies:
Ich weiss nicht wie „schwingendes System“ definiert ist, ich meinte mit „nicht schwingen“ nur das es nicht hin- und her-schwingen soll (was aber zB über eine Bremse an den Führungsschiene leicht zu machen ist.
Mit Konstantträgern oder so einer Konstruktion mit einer Schnecke ist es wohl schon möglich das sich das System über die gesamte Bahn (fast) im Gleichgewicht ist.
Danke für die Hinweise das ich Kraft zum Beschleunigen brauche, das habe ich bisher glaube ich nicht genug bedacht.
Gruss zurück von meiner Freundin.

Beat:
Ich möchte wie schon geschrieben etwas das ohne Strom arbeitet.

Jedenfalls vielen vielen Dank an alle.

Hallo
Es wurde eigentlich schon alles gesagt.
Es kommt drauf an, wie hoch die 150 kg gehoben werden sollen.
Wenn Du eine entsprechend starke und große Feder hast, z.B. aus einem Federbein(oder mehrere) vom Auto, dann musst du die wirkende Kraft mit einer Kurvenscheibe ummodeln.
Das ist insofern einfach, als bei den meisten Stahlfedern die Kraft mit dem Weg linear zunimmt.
Die Kurvenscheibe muß dann die Kraftverhältnisse aus dem Gewicht und der Kraft der Feder „übersetzen“, bzw. wiedergeben.
Die Autofeder hat den Nachteil(bzw. Umstand), das sie hauptsächlich auf Druck beanspruchbar ist.

Zu dem einen Vorschlag mit der Pneumatik bzw. Hydraulik, das geht am einfachsten zu erklären, nur die Geräte sind auch etwas teurer.
Du hast einen größeren Druckspeicher und einen Arbeitszylinder.
Der Druckspeicher ist auf alle Fälle pneumatisch und der Arbeitszylinder kann auch hydraulisch sein.
Eine Pumpe wäre dann nur zur Erreichung eines Fülldrucks erforderlich.

MfG

Reinhard Kern:
Damit der Druck auch konstant bleibt auch wenn das bewegliche
Teil des Zylinders (vom Druck) herausgedrückt wurde muss ja
„nachgepumpt“ werden, oder verstehe ich da etwas falsch?

Hallo,

natürlich, du brauchst ein System mit Druckregler. Was nicht ganz einfach ist: es muss nicht nur „nachgepumpt“ werden, wenn sich die Last nach oben bewegt, es muss auch Medium zurückgeführt oder abgelassen werden, wenn sich die Last nach unten bewegt. Der Druckregler muss also auch Druck von der Lastseite aus regeln, sowas gibts aber. Andrerseits kannst du am einfachsten eine Bewegung nach unten bewirken, wenn du den Druck eine Kleinigkeit verminderst. Ist aber meiner Meinung nach die einzige Möglichkeit, das Lastgewicht völlig auszugleichen, sozusagen ein virtuelles Gegengewicht.

Da ich nun mal Elektroniker bin, wäre ich auch versucht, das Ganze mit einer elektrischen Seilwinde, einem Kraftsensor und einer entsprechend gut ausgelegten Steuerung zu realisieren, was sich aber von dem Zylinder mit konstantem Druck nicht grundsätzlich unterscheidet.

Gruss Reinhard

Hallo

Es wurde über Hydraulik und Druckspeicher gesprochen.
Druckspeicher = Käse!
Zwei Zylinder gleichen Querschnittes nehmen, auf den einen die Last, auf den anderen ein Gegengewicht mit dem Gewicht der Last, beide Zylinder miteinander verbinden, mit Öl füllen und es ist volpracht.

Aber Warum hängst du das Ding nicht einfach an ein Stahlseil fürst es über Rollen, so wie du es brauchst und hängst en Gegengewicht dran.
So were das im Preis nicht zu schlagen.

Viele grüße ich hoffe ich habe nicht gestört.

Hallo
Nein, Du hast nicht gestört.
Wie Du schon sagtest, Druckspeicher ist Käse, auch weil vermutlich übermäßig groß.
Aber Gegengewicht geht nicht, weil er ausdrücklich keins haben wollte.
MfG
Matthias

Hallo

Wenn mit Feder vieleicht so:
Die Sache mit Drehscheibe und Arm ist soweit in ordnung wenn auch hochkomplex.
Wenn die Last durch die Feder aufgenommen wird, könnt man doch die Last selbst mit ner Zahnstange mit Schneckengetriebe heben.
Man Kurbelt zwei drei mal und das Ding ist oben so kann man es in Jeder Position stehen lassen ohne das die Feder das ganze bewegt.
Mann müsste so nur die Kraft der Beschleunigung aufwenden die des Abbremsen kann man mit ner zweiten -feder an der Zahnstange Kompensieren. Es ist eben Wichtig das die Last möglichst langsam bewegt wird.

Mann könnte es aber auch ganz abstrackt konstruieren so das man eine Feder am Anfangs und am Endpunkt der Drehachse befestigt, so das der größte Teil der Energie beim Anfang der Bewegung abgegeben und am Ende Aufgenommen wird. Ist aber sehr Abstrackt.

Als Feder kann man einen Puffer einer Lock nehmen, da sind solche Tellerfedern drinn mit ordentlich Kraft.

Ich Versteh nur nicht warum man Lieber eine Lösung mit einer Feder beforzugt.

Auch zu bedenken ist wenn die Feder mal bricht, wenn die Last grade an der hösten stelle ist, und man darunter ist.
„Hut ab“ sag ich da nur!

Ansonsten ist gegen diese Sache nichts zu sagen es gibt halt noch en paar Kinderkrankheiten. Nicht Falsch Verstehen!

Viel Grüß ich hoffe ich konnte helfen.
Sag vieleicht mal bescheid wenns geklabt hat.

Antworten auf die neuen Beiträge
Hallo,

danke für Eure weiteren Antworten. Eine Feder ist nicht zwingend, ich wollte nur eine möglichst kompakte und leichte, keinen Strom verbrauchende Konstruktion.

Das ganze war für einen „Aufsteh“-Mechanismus für Rollstühle (der der eventuellen Einfachheit halber stromlos sein sollte) gedacht. Da ich durch eine Suche inzwischen aber gesehen habe das es Rollstühle mit den Funktionen an die ich dachte schon gibt (wovon ich keine Ahnung hatte) finde ich es nichtmehr wirklich interessant darüber nachzudenken wie man so etwas realisieren könnte.

Falls es jemanden interessiert:
http://www.ibotnow.com/function.html
www.etacuk.com/ (die Werbe-slideshow direkt auf der Eingangsseite)

Schade, aber trotzdem vielen Dank für Eure Hilfe.