Berechnung einer Kraft zum kippen einer Mulde

[mannikla]

Hallo Steffen,
Schön Malen konnte ich noch nie...
Lösungsansatz:

vorrausgesetzt 2 Spindeln sind im Etat.
Du kannst ja wohl bisschen schlossern und schweissenm wie ich oben rauslese.
Rahmen unter die Mulde - rundum um auch Verwindung durch ungleiche Ladung, ungleicher Spindellauf aufzunehmen.
Unteren Zylinderpunkt unter den Hauptrahmen, so tief wie möglich, aber das noch alle Bodenunebenheiten, auch mit nicht ganz prall gefüllten Reifen noch befahren werden können.
Das Nachläuferrad ist wohl ein 260er Rad. Mit Drehpunkt wird Unterkante Hauptrahmen irgendwo bei 30cm über Boden liegen.
Bei den kurzen Radstand kannst du sicher noch 15 bis 20cm nach unten.
Wir sind ja hier im Modellbau Forum. Da geh ich jetzt einfach mal davon aus, das du auch mit Karton und Schere umgehen kannst.
Schneid die Seitenansichten von Mulde und Fahrwerk mit jeweils dem Kippdrehpunkt aus Pappe. Stecknadel durch den Drehpunkt und du kannst messen welche Spindellänge und welcher Hub bei welchen Ansatzpunkten nötig ist. Du kannst daraus die Winkel messen und ich bin mir sicher,
die Jungs hier können dir nahezu auf's Gramm genau berechnen, was die Spindeln heben müssen.
Du könntest auch mal eine alternative Option rausmessen. Eine lange Spindel am Bedienende der Mulde Eingriffpunkte wieder weit unten beim Nachläufer, kann dann tiefer, weil nah beim Rad ist nicht so viel Bodenfreiheit nötig und oben am Rahmen. Die Spindel muss aber deutlich lämgersein als die Mulde hoch, also den oberen Zylinderpunkt am Rahmen nach oben legen. Ich schätze mal noch höher als der Bediengriff.
Kannst du aber problemlos rausmessen.
Egal bei welcher Bauweise - eine Verbindungsstrebe vom oberen Muldenrahmen zum unteren Rahmen nahe am Kippunkt sorgt dafür, das die Mulde nur die Last in der Mulde tragen muss und kein Kipp / Scher / wie auch immer Kräfte aufnehmen muss.

Gruss Klaus

 

[Wattsi]

Hallo zusammen,
ich habe eine eher Themenfremde Frage:
mit Hilfe eines Zylinders anzuheben.

Der Zylinder....wirkt der nur in einer Richtung, also Druck oder kann der auch in der Gegenrichtung also Zugrichtung arbeiten?

 

[S_a_S]

Hallo Steffen,
ist natürlich eine sehr ungünstige Bauform für einen motorisierten Kipper.

Nach unten hast Du Platz bis etwas unterhalb der Achse (Bodenfreiheit wird durch den Motor auch noch etwas verringert). Und dieser Motor ist auch einem Zentralzylinder im Weg, wobei der sich auch an der Kunststoffwanne nicht abstützen kann.

"Angriff" mit zwei Zylindern an der Seite (wobei da zwischen Rädern und Rahmen auch nicht wirklich Platz ist). Der Hebelarm ist zwar da auch schon ungünstig (geschätzt doppelte Kraft weil halber Hebelarm) und der obere Rahmen muss ja dann auch bis zur Senkrechte hochgekippt werden.
Man sieht aber, dass der Zylinder sehr weit ausfahren muss, um den Weg zu machen (und das kann so ein einfacher elektrischer Zylinder nicht, der hat nur 15cm Weg.

Eine andere Idee wäre ein am Wannenrahmen nach unten angeschweißter Hebel (Torsionsbelastung ist nicht schön, Dreieck an der Seite wäre besser), der vom Zylinder gezogen wird. Aber da wird der wirksame Hebel kleiner, je steiler die Mulde seht - und auch da ist Achse und Fahrmotor im Weg. Vielleicht schräg nach vorn (die 90°-Drehung dargestellt) - aber da läuft der Hebel entlang der Kreisbahn, was entweder wieder kurzen Hebel und hohe Kraft bedeutet - oder langen Hubweg (unterhalb der Achse)

Dann könnte man das ganze noch mit Seilen ziehen - und am Hubzylinder eine Umlenkrolle, dann reicht der halbe Hubweg. Aber ein gespanntes Seil das reißt...

Grüße Stefan

 

[hänschen]

Hi, Pferdemist enthält normal sehr viel Stroh, wenig Dung, deshalb finde ich die Last von 75 kg deutlich zu hoch, ich würde eher die Hälfte ansetzen.
Die gezeigte Karre ist die schlechtest denkbare Lösung.
Nicht umsonst gibt es seit vielen Jahren Schubkarren mit zwei grossen Räder, die kurz vor dem Schwerpunkt liegen. Damit lässt sich die Karre mit wenig Kraftaufwand entleeren.
Die Strassenkehrer verwendeten früher solche Teile.

Wie so oft hier: eine klare Beschreibung vom Einsatzzweck erleichtert die Lösung.
Es wundert mich, dass gerade Modellflieger hier den CWG nicht beachten...

Gruß hans

Hier eine kaufbare Schubkarre als Beispiel:

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[ROL4ND]

Wird das Teil immer an der selben Stelle entleert ?
Könnte man dort ggf. auch eine "Entleerstation" hinbauen?

 

[Christian Lucas]

Hi,
wenn der Weg des Zylinders nicht ausreicht , kann man auch einen Umgekehrten Flaschenzug damit bewegen. Der verdoppelt mal eben den Hubweg. Ein paar einfache Seilrollen zum Umlenken , dann kann der ganze Zylinder ect. unter das Fahrgestell. Seitlich dann ein paar Vierkanntrohre angeschweißt die so befestigt sind dass die oberen Rollen weiter vorne liegen. Das zieht dann von Vorne die Mulde nach oben, das geht auch bis fast Senkrecht.
Wie viel,Platz hast Du nach oben. Das Gestell (grüne Vierkanntrohre) muss halt so hoch sein wie wenn die Mulde hochgeklappt ist.
Rot ist das Seil, Kette ect. Blau 3 Umlenkrollen, die auf mitte der Mulde verdoppelt den Weg.

Happy Amps Christian

 

[x78587]

Wie wäre es mit einem einfachen Spänewagen ? sowas kippt (wenn Beladet) recht leicht.

.

 

[Steffen Schröck]

Hallo zusammen,
Wollte nur kurz ein paar Rückmeldungen geben und mich für die Konstruktionsvorschläge schonmal herzlich bedanken.
Eure Vorschläge werde ich mir heute Abend in Ruhe anschauen und „durchdenken“.

Grundsätzlich geht es mir auch nicht darum, dass ich die Mulde nicht von Hand kippen kann/schaffe. Es ist eher eine Art von Bastellust in mir geweckt, etwas zu bauen (was auch funktioniert ) was nicht jeder hat.
Nun kurz ein paar Rückmeldungen:

Wird das Teil immer an der selben Stelle entleert ?
Könnte man dort ggf. auch eine "Entleerstation" hinbauen?

Nein. Mal am Waldabhang, mal auf ebenem Boden und mal von einem Podest in einen Anhänger.

Der Zylinder....wirkt der nur in einer Richtung, also Druck oder kann der auch in der Gegenrichtung also Zugrichtung arbeiten?

Die Zylinder können laut Hersteller in beide Richtungen arbeiten. Allerdings ziehen sie ca. 1/3 weniger, als sie drücken.

Hi, Pferdemist enthält normal sehr viel Stroh, wenig Dung, deshalb finde ich die Last von 75 kg deutlich zu hoch, ich würde eher die Hälfte ansetzen.
Die gezeigte Karre ist die schlechtest denkbare Lösung.
Nicht umsonst gibt es seit vielen Jahren Schubkarren mit zwei grossen Räder, die kurz vor dem Schwerpunkt liegen. Damit lässt sich die Karre mit wenig Kraftaufwand entleeren.
Die Strassenkehrer verwendeten früher solche Teile.

Wie so oft hier: eine klare Beschreibung vom Einsatzzweck erleichtert die Lösung.
Es wundert mich, dass gerade Modellflieger hier den CWG nicht beachten...

Gruß hans

Hier eine kaufbare Schubkarre als Beispiel:

In meinem Fall stimmt dies leider nicht. Ich habe kein Gramm Stroh im Mist. Reiner Mist eines 1000kg Kaltbluts in 24h. Wenn es regnet, komme ich den 75kg doch recht nahe.
Das die Karre nicht die optimalste Lösung ist, ist mir klar. Das war ein Notkauf, da ich mir den Fuß gebrochen habe, aber natürlich irgendwie den Mist wegbringen musste. Und jetzt hat es die Bastellust in mir geweckt :-))

Wie wäre es mit einem einfachen Spänewagen ? sowas kippt (wenn Beladet) recht leicht.

.

Ist leider ungeeignet für unsere Bodenverhältnisse. Hier ist nichts auch nur annährend eben und wenns regnet, stehste manchmal bis zum Knöchel im Schmodder.

Auf die restlichen Vorschläge werde ich heute Abend in Ruhe näher eingehen. Vielen Dank an alle schonmal!

 

[hänschen]

Bastellust ist schön und gut, dann baue doch gleich eine Karre wie in den Links gezeigt, alles andere ist nur Krampf, schade um jeden Gedanken.
Bei deinem Wagen sind die Räder für unebenen Boden genauso geeignet wie bei dem Spänewagen.

Gruß hans

Euch allen weiterhin viel Spass...

 

[x78587]

Ist leider ungeeignet für unsere Bodenverhältnisse. Hier ist nichts auch nur annährend eben und wenns regnet, stehste manchmal bis zum Knöchel im Schmodder.

Es lässt sich aber doch das "Funktions-Prinzip" nutzen, alternativ grössere Räder anbauen.
.

 

[S_a_S]

War die Gasdruckfeder (9) bei Deinem Karren verbaut? Weil auf den Bildern ist zumindest die vorhandene Querstrebe, nicht aber die Lasche/mittlere Versteifung erkennbar.

Der Griff (28) hat zum Kippen zwar den verlängerten Hebel, aber weil der Drehpunkt nach wie vor ganz vorne ist, wird da immer noch ~30kg zu wuchten sein.

Grüße Stefan

 

[Steffen Schröck]

War die Gasdruckfeder (9) bei Deinem Karren verbaut? Weil auf den Bildern ist zumindest die vorhandene Querstrebe, nicht aber die Lasche/mittlere Versteifung erkennbar.

Der Griff (28) hat zum Kippen zwar den verlängerten Hebel, aber weil der Drehpunkt nach wie vor ganz vorne ist, wird da immer noch ~30kg zu wuchten sein.

Grüße Stefan

Hi Stefan,
ja, die Gasdruckfeder war verbaut. Allerdings ist die so schwach, dass sie bei dem Gewicht fast nicht zu spüren war. Desweiteren hat sie den Kippwinkel deutlich reduziert, weil viel zu kurz.

Viele Grüße
Steffen

 

[_gerhard_]

 

[Wattsi]

Sollte der Zylinder auf Zug arbeiten, dann:
Die Zylinder können laut Hersteller in beide Richtungen arbeiten. Allerdings ziehen sie ca. 1/3 weniger, als sie drücken.

 

[Steffen Schröck]

Guten Morgen zusammen,
ich habe mir nun ein paar Gedanken über euremöglichen Lösungsvorschläge gemacht und will mal kurz Feedback geben:

Hallo Steffen,
Schön Malen konnte ich noch nie...
Lösungsansatz:

Anhang anzeigen 12430521

vorrausgesetzt 2 Spindeln sind im Etat.
Du kannst ja wohl bisschen schlossern und schweissenm wie ich oben rauslese.
Rahmen unter die Mulde - rundum um auch Verwindung durch ungleiche Ladung, ungleicher Spindellauf aufzunehmen.
Unteren Zylinderpunkt unter den Hauptrahmen, so tief wie möglich, aber das noch alle Bodenunebenheiten, auch mit nicht ganz prall gefüllten Reifen noch befahren werden können.
Das Nachläuferrad ist wohl ein 260er Rad. Mit Drehpunkt wird Unterkante Hauptrahmen irgendwo bei 30cm über Boden liegen.
Bei den kurzen Radstand kannst du sicher noch 15 bis 20cm nach unten.
Wir sind ja hier im Modellbau Forum. Da geh ich jetzt einfach mal davon aus, das du auch mit Karton und Schere umgehen kannst.
Schneid die Seitenansichten von Mulde und Fahrwerk mit jeweils dem Kippdrehpunkt aus Pappe. Stecknadel durch den Drehpunkt und du kannst messen welche Spindellänge und welcher Hub bei welchen Ansatzpunkten nötig ist. Du kannst daraus die Winkel messen und ich bin mir sicher,
die Jungs hier können dir nahezu auf's Gramm genau berechnen, was die Spindeln heben müssen.
Du könntest auch mal eine alternative Option rausmessen. Eine lange Spindel am Bedienende der Mulde Eingriffpunkte wieder weit unten beim Nachläufer, kann dann tiefer, weil nah beim Rad ist nicht so viel Bodenfreiheit nötig und oben am Rahmen. Die Spindel muss aber deutlich lämgersein als die Mulde hoch, also den oberen Zylinderpunkt am Rahmen nach oben legen. Ich schätze mal noch höher als der Bediengriff.
Kannst du aber problemlos rausmessen.
Egal bei welcher Bauweise - eine Verbindungsstrebe vom oberen Muldenrahmen zum unteren Rahmen nahe am Kippunkt sorgt dafür, das die Mulde nur die Last in der Mulde tragen muss und kein Kipp / Scher / wie auch immer Kräfte aufnehmen muss.

Gruss Klaus

Klaus, dein Vorschlag gefällt mir zur Zeit am besten. Ich habe mal etwas skizziert und hänge es unten an. Hier wärs mal interessant, wie es da mit den nötigen Kräften aussieht.

Hallo Steffen,
ist natürlich eine sehr ungünstige Bauform für einen motorisierten Kipper.

Nach unten hast Du Platz bis etwas unterhalb der Achse (Bodenfreiheit wird durch den Motor auch noch etwas verringert). Und dieser Motor ist auch einem Zentralzylinder im Weg, wobei der sich auch an der Kunststoffwanne nicht abstützen kann.

Anhang anzeigen 12430570

"Angriff" mit zwei Zylindern an der Seite (wobei da zwischen Rädern und Rahmen auch nicht wirklich Platz ist). Der Hebelarm ist zwar da auch schon ungünstig (geschätzt doppelte Kraft weil halber Hebelarm) und der obere Rahmen muss ja dann auch bis zur Senkrechte hochgekippt werden.
Man sieht aber, dass der Zylinder sehr weit ausfahren muss, um den Weg zu machen (und das kann so ein einfacher elektrischer Zylinder nicht, der hat nur 15cm Weg.

Eine andere Idee wäre ein am Wannenrahmen nach unten angeschweißter Hebel (Torsionsbelastung ist nicht schön, Dreieck an der Seite wäre besser), der vom Zylinder gezogen wird. Aber da wird der wirksame Hebel kleiner, je steiler die Mulde seht - und auch da ist Achse und Fahrmotor im Weg. Vielleicht schräg nach vorn (die 90°-Drehung dargestellt) - aber da läuft der Hebel entlang der Kreisbahn, was entweder wieder kurzen Hebel und hohe Kraft bedeutet - oder langen Hubweg (unterhalb der Achse)
Anhang anzeigen 12430577

Dann könnte man das ganze noch mit Seilen ziehen - und am Hubzylinder eine Umlenkrolle, dann reicht der halbe Hubweg. Aber ein gespanntes Seil das reißt...

Grüße Stefan

Stefan, deinen ersten Vorschlag/Zeichnung, verstehe ich irgendwie nicht. Wahrscheinlich denke ich gerade zu kompliziert.
Bei deinem zweiten Vorschlag hätte ich die Tatsache, dass der Zylinder ziehen muss -> weniger Kraft.

Hi,
wenn der Weg des Zylinders nicht ausreicht , kann man auch einen Umgekehrten Flaschenzug damit bewegen. Der verdoppelt mal eben den Hubweg. Ein paar einfache Seilrollen zum Umlenken , dann kann der ganze Zylinder ect. unter das Fahrgestell. Seitlich dann ein paar Vierkanntrohre angeschweißt die so befestigt sind dass die oberen Rollen weiter vorne liegen. Das zieht dann von Vorne die Mulde nach oben, das geht auch bis fast Senkrecht.
Wie viel,Platz hast Du nach oben. Das Gestell (grüne Vierkanntrohre) muss halt so hoch sein wie wenn die Mulde hochgeklappt ist.
Rot ist das Seil, Kette ect. Blau 3 Umlenkrollen, die auf mitte der Mulde verdoppelt den Weg.

Happy Amps Christian

Christian, deine Lösung finde ich von der Konstruktion her sehr schön. Mir macht allerdings die vordere, hohe Rolle, etwas Bauchweh. Ich kenne da ein 1000kg Tierchen, welches die als Einladung zum kratzen oder dran rumfummeln nutzen würde
Da die Schubkarre recht schmal gebaut ist, würde sie wahrscheinlich schnell umliegen und ich könnte von vorne anfangen :-))
Das wäre also eher ein praktisches, als kontruktionstechnisches Problem.....

So, hier nun mal meine Skizze zum Vorschlag von Klaus (mit einem Zylinder pro Seite, 400mm Verfahrweg, Länge eingefahren 575mm):

 

[_gerhard_]

Na dann werf ich noch eine Variante in den Ring (oder hatten wir die schon?)

 

[Wattsi]

Oder so:

 

[S_a_S]

Steffen,
es lohnt immer, mehrere Stellungen der Kinematik aufzuzeichnen. Hier mal für 90° - aber da kann ja noch ein wenig weiter gekippt werden.

Von den Zylinderwegen her sieht das recht gut optimiert aus.

Allerdings solltest Du Dir auch die wirksamen Hebelarme (grünes + oranges Rechteck) senkrecht zum Zylinder zum Drehpunkt ansehen, die bewirken das Drehmoment. Könnte man berechnen, der Zylinderwinkel ist ja gegeben, genauso wie die Länge und der Winkel der konstanten (!) Diagonale (540 / 100) der Rechtecke auch.

Ausgefahren kommt die Stange dem Drehpunkt schon sehr nahe, also bleibt kaum wirksames Moment und sie kollidiert möglicherweise mit dem Fahrgestellrahmen.

Das gleiche kannst Du auch für den Muldenschwerpunkt zeichnen (maximales Moment ermitteln). Wenn die Mulde mit dem Schwerpunkt über der Drehachse steht, ist z.B. auch kein/kaum Drehmoment erforderlich. Ist die Mulde drüber weg und der Mist noch drin, wird die Spindel auf Zug belastet. Das könnte dann auch beim Zurückziehen zum Problem werden.

Grüße Stefan

PS: Die erste Skizze oben ging von der Idee aus, am bestehenden Stahlrahmen der Mulde einen Drehpunkt anzubringen und die Zylinder seitlich am dort zurückspringenden Rahmen unterzubringen. Aber dazu bräuchte es dann Teleksopspindeln.

 

[ROL4ND]

Bin z.Z. nur am Handy unterwegs...

Vll. sollte man den Vorgang in 2 Stufen ( 1. Anheben, 2. nach vorne kippen) aufteilen.

Wie wäre ein stabiler Gurt (weiß) der über eine Umlenkrolle (oben am roten Ausleger) durch Aufwickeln (unten bei 1.) gespannt wird und dadurch die Mulde um etwa 45° kippt/anhebt ?
Wenn dann eine Spindel ( blau) in Stufe 2 nach vorne kippt und durch Spindelantrieb einen "Stempel" ausfahren kann, der die Mulde weiter nach vorne kippt ?

VG Roland

 

[Steffen Schröck]

Hallo zusammen,
entschuldigt bitte meine sehr späte Antwort.
Ich hätte das Bild oben mit der Krücke in der Schubkarre nicht posten sollen
Es hat mich wieder erwischt. Ich bin die nächsten Wochen erst mal außer Gefecht. Fuß gebrochen.
Werde mir in nächster Zeit aber mal alle Ideen von euch zusammenbasteln und an einem kleinen Modell austesten.
Die Umsetzung an der eigentlichen Schubkarre muss ich daher etwas verschieben.

Ich werde euch auf dem Laufenden halten!

Viele Grüße
Steffen