Gasfeder berechnen (komplex)

Dieses Thema im Forum "techn. Mechanik" wurde erstellt von Gusson, 11 Feb. 2013.

  1. Hallo zusammen,

    hoffe mein erster Beitrag hier in diesem Forum kann mir gleich die sehnlichst erwünschte Hilfe zu einer Aufgabenstellung für eine Studienarbeit erbringen.

    Es geht um folgendes:

    Es ist eine Gasfeder zu bestimmen, bzw. die von der Gasfeder nötigen Kraft um eine Klappe (eher eine geformte Luke) zu öffnen.

    Grundsätzlich ist das eine Aufgabenstellung deren Lösungsweg man hier im Forum bzw. auch auf anderen Internetseiten beschrieben findet. Jedoch fällt mir ein Ansatz für meine Aufgabenstellung sehr schwer, da ich mir nicht erklären kann wie ich das Kräftegleichgewicht aufstellen sollte. Ich würde gerne die günstigste Position für die Gasfeder finden, bzw. eine bereits angedachte Position auf deren Kräfte überprüfen.

    Ich habe mal mit meinem Tablet zwei Skizzen erstellt. (Das bringt wenigstens noch ein bisschen Spaß in die Sache.)

    Skizze 1 zeigt eine Seitenansicht der Klappe. Skizze 2 zeigt die Klappe von hinten entlang der Klappenkanten gesehen.


    Die Klappe ist in meinem Fall "schräg". Das heißt die Scharnierachse verläuft schräg im Raum, während die Gasfeder in der aktuellen Position mehr oder weniger aufrecht positioniert ist, sich beim Öffnen aber natürlich mit der Klappe bewegt.

    Der untere der Scharnierpunkte (P1) liegt im Koordinatenursprung während der zweite (P2) schräg darüber liegt. Die Scharnierachse (s) ist die blaue Linie die beiden Punkte verbindet. Die Klappe sollte sich ,normal zur Scharnierachse gemessen, um 68° drehen.

    Der obere Teil der Gasfeder ist auf der Hälfte der Klappenhöhe an der Klappe montiert und liegt leicht aussermittig in Scharnierrichtung verschoben.

    Ich möchte absichtlich keine Zahlenwerte nennen, da es mir hierbei um das Verständnis und das Aufgabenprinzip geht (Formeln und Verhältnisse); bin aber jederzeit bereit darüber Auskunft zu erteilen.

    Es ist mir noch nicht möglich einen Kräfteverlauf korrekt zu bestimmen, da ich mir z.B. noch nicht vorstellen kann, welche Komponente der Gewichtskraft auch wirklich nach unten wirkt im Falle einer "schrägen" Scharnierachse.

    Muss man in diesem Fall nicht von so etwas wie einer schiefen Ebene ausgehen? Hangabtriebskraft = ?

    Wie ändert sich der Kraftaufwand der Gasfeder mit der Bewegung der aufgehenden Klappe? Wie kann ich hierfür eine Funktion bestimmen?

    Für konstruktive Antworten bin ich sehr dankbar.

    Vielen Dank,

    G.A.
    Hauptklappe_1.jpg
     
  2. AW: Gasfeder berechnen (komplex)

    So ein Problem hatte ich auch schon mal zu lösen.
    Ich habe einfach drei Gasfedern bestellt und zuerst die stärkste eingebaut.
    Die Klappe ging immer schön zu und aufgeklappt hat die Feder kaum Wirkung Richtung oben.

    Man kann das natürlich auch schön berechnen ...

    Es ist freilich wichtig ob die Klappe von allein zugehen soll oder erst ein wenig Hilfe duch Anschnicken benötigt wird.
    Davon hängt ab, wo der untere Drehpunkt der Feder montiert werden soll.

    Ich würde zuerst mal schauen, welche Federn günstig lieferbar sind und vom verfügbaren Material heraus konstruieren.
     
  3. AW: Gasfeder berechnen (komplex)

    Hallo Pleindespoir,

    vielen Dank für Deine Antwort.

    Eine Position für die Gasfeder zu finden die den Ausdrehweg der Klappe auch mitmacht ist gar nicht so einfach ( Platzbedingt). Jedoch klappt es mit der zur Zeit angewählten Position zumindest theoretisch.

    Die Längenangaben für die Gasfeder im ausgefahrenen und eingefahrenen Zustand, für den angewählten Befestigungspunkt habe ich auch schon ermittelt. Das würde es mir ermöglichen einige Musterteile mit unterschiedlichen Federkräften zu bestellen und die Tauglichkeit jeweils zu beurteilen. Die Klappe sollte sich von selbst bzw. durch sehr leichtes Anheben von alleine Öffnen. Das werde ich so oder so machen, da ein praktischer Nachweis über die Theorie als Aufgabenstellung gilt.

    Jedoch bleib ich dann immer noch den theoretischen Nachweis der Federkraft in meiner Ausarbeitung schuldig.

    Konntest Du für Deine Aufgabenstellung nach dem praktischen Versuch rückschlüssig eine theoretische Annäherung durchführen? Oder hast Du es bei der Praxis belassen.

    Danke & Gruß

    G.A.
     
  4. AW: Gasfeder berechnen (komplex)

    Mir ist grade eingefallen , dass ich sowas noch an einem anderen Gerät "gebastelt" habe - auch nach Gefühl und frei Schnauze. Hat gut funktioniert.

    Bei so Sachen mit Kipp/Dreh - Funktionen und Totpunkten bastel ich da gerne ein Modell mit Fischertechnik. Das war auch so ein Projektchen, das ich dann nicht zur Ausführung gebracht habe, weil das Modell Schwächen offenbart hat, an die vorher keiner gedacht hat.

    Berechnen und mathemathisch modellieren ist ja eigentlich nicht so superschwer:

    Die Gasfeder ist ja nahezu ideal in ihrer Kennnlinie und daher leicht zu kalkulieren.

    Das Moment auf die Klappe ist abhängig von der Position des unteren Federauges und dem Öffnungswinkel der Klappe und dadurch auch von dem Einfederweg.

    Das liesse sich mit GeoGebra leicht modellieren.
     
  5. AW: Gasfeder berechnen (komplex)

    Im Anhang mal eine Skizze.

    Das Programm gibts kostenlos und damit kann man sowas schön spielen.
     

    Anhänge:

  6. AW: Gasfeder berechnen (komplex)

    Vielen Dank für Deine Antworten Pleindespoir,

    bisher hatte ich noch keine Zeit die Sache mit dem Programm auszuprobieren aber ich werd das diese Woche in Angriff nehmen und mich mit dem Ergebnis, bzw. mit weiteren Fragen melden.

    Danke nochmals,

    G.A.
     

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