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Frage zur Hebelberechnung
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28.12.2009 00:05
Powerjump 

Re: Frage zur Hebelberechnung

Hallo Sandy, hallo Frank,


...uff! 1,4 Tonnen! (*kratz am kopf*)

Gut das es dieses Forum mit euch klugen Köpfen gibt, ich hab mir gleich gedacht, daß das so nicht so günstig ist. Darum hab ich mich auch an euch gewendet. Hab mich ja damals auch schon erschrocken mit den Hebelkräften meines ersten Klapp-Mastes...

Ja, das mit den Seitenführungen ist mir klar, das hatte ich hier erstmal nicht mit aufgeführt.

Wenn ich euch richtig verstanden habe, dann müsste es wie auf folgender Zeichnung besser sein. Vorausgesetzt ich habe die Biegekräfte des Mastes im Griff, oder?!


Kann man das so eher machen?

Viele Grüße & danke schonmal
euer Powerjump
_______________

BLack600/48V, Mastervolt-Einspeisung

28.12.2009 01:43
frank 

Re: Frage zur Hebelberechnung

Hallo Powerjump,

herzliche Glückwunsch, du hebst den Mast 10 cm hoch!

Die schlechte Nachricht: mehr aber auch nicht!

Im Detail:

Du hast die Vertikalkräfte auf die Ziehhilfe deutlich reduziert:
Senkrecht jetzt, bei 8 m:
1400 kg m / 8 m = 175 kg.

Bei dem Winkel Zugseilkraft:
ca. 400 kg

Auf die Ziehhilfe vertikal dann wieder nur ca. 2 * 175 kg = 350 kg.

Das Problem:

Je höher du den Mast ziehst, desto mehr horizontale Kräfte wirken auf die Ziehhilfe. Die kann aber so GAR KEINE quer Kräfte aufnehmen.

Wichtig ist wie Sandy schon erwähnte der Punkt ab ca. 45° Mast hochziehen.
Erst danach wird es merkbar einfacher.

Wenn du diese Position malst und die Krafresultirende an der Umlenkrolle für das Zugseil malst kannst du dir vorstellen was passieren wird ...

Abhilfe:
Wieder, zusätzlich nach 'hinten' abspannen (was mehr vertikal Kräfte auf die Ziehhilfe produziert),
oder nach vorne Stützen ...

Noch ein Problem:
Irgendwann hebt dein Seil von der Umlenkrolle ab.
Das sollte meiner Meinung nach (wenn überhaupt) deutlich NACH 45° Mast ankippen passieren, also die Seilwinde näher an den Mast ran,
z.B. 4 m.

Noch ein Problem:
Nacher, beim Ablassen musst du Zielwasser trinken,
oder jemand hilft beim Einfäldeln in die Umlenkrolle.
Und bitte jetzt nicht 'ne Doppelrolle machen,
sonst muss du auch noch nach vorne abspannen ...

Noch ein Problem:
Es ist praktisch, wenn die Seilwinde ca. 1 m ÜBER der Erde ist

Wie auch immer, mach mal eine Zeichnung:
0°, 45°, 90°

Wobei:
0° max Kraft ist,
45° Kipppunkt mit immerhin noch 70 % der Kraft ist
90° min. Kraft ist

Zur Mastbiegung:
Die Mastbiegung müsste bei ca. 8 m am kleinsten sein.
Idealer Punkt ist der Massenmittelpunkt des Mastes.
Der ist normalerweise in der Mitte (7m) aber durch die 20 kg Black,
leicht darüber.

Gruß Frank

____________

Black: 300
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28.12.2009 16:16
Powerjump 

Re: Frage zur Hebelberechnung

Moin Frank,

ja, klar das ich den 4m Balken abspannen muß. Wie gefällt dir dieses Bild?



Mit horizontaler Last meinst Du doch die waagerechte Last nach links & rechts, oder?
Dies wollte ich so lösen:


Die Abspannung der Balken hab ich auf diesem Bild weggelassen.
Sie ist aber stabil und kann noch verstärkt werden. Ich hatte auch gleich anständige Fundamente gegossen.


Was denkst Du/ihr darüber?


Viele Grüße Powerjump
_______________

BLack600/48V, Mastervolt-Einspeisung

28.12.2009 19:07
frank 

Re: Frage zur Hebelberechnung

Hallo Powerjump,

So könnte es gehen.

Wobei ich den Stapel Paletten eher 1 m hoch machen würde und
so nah wie möglich am Generator dran (Arbeitshöhe).
Klar ist es mit 2,5 m und an der jetzigen Position einfacher,
aber das muss auch ohne gehen ...

Die Schwierigkeit an dieser Konstruktuion ist die erforderliche
Genauigkeit:
Die Mastabspannung, als seitliche Führung, die Umlenkrolle an der Ziehhilfe und die Seilwinde müssen geometrisch präzise sein.
< 1cm Toleranz in der Draufsicht. Das hört sich wenig an,
ist aber bei gut 18 m eine Genauigkeit von ca. 0.05 %.
Hilfe ist hier eine Lange Schnur ...
Zudem muss die Mastabspannung, als seitliche Führung,
auch in der Höhe < 1 cm genau werden: Hilfe hier Schlauchwaage.

Ich hätte in Spanien in den Bergen nicht so gebaut, ganz klar.

Wie auch immer, ich denke es ist machbar,
du musst halt mit Kordel, Messband, Schlauchwaage,
Stäben, Lackstift, ... genau konstruieren und die Symetrie kontrollieren.

Vorteil ist dann der geringere Materialeinsatz.

Wenn du 0° 45° und den Punkt zeichnest wo das Spannseil die Umlenkrolle verlässt, dann 'berechne' ich die Kräfe an der
Umlenkrolle: Vertikal (senkrecht) in die Ziehilfe
und in die Abspannseile der Ziehhilfe.
Es sollten min. 3 Seile sein um auch leichte seitliche Kräfte zu vertragen.
Wenn ich das habe kann ich was zum min. Durchmesser dieser Seile
und zur erforderlichen Vorspannung sagen.

Gruß Frank

_______________

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28.12.2009 20:39
Powerjump 

Re: Frage zur Hebelberechnung

Moin Frank,


danke für deine Hilfe. Guck mal hier, das ist mein jetztiger Mast:

http://www.mahnecke.de/Black300-Forum/th...13&thema=15

Die beiden Balken sind an 2m langen Rohren verschraubt, Fundament ist 1m tief im Boden sowie die Rohre auch. Abgespannt ist 4x mit fingerdickem "Drath". Fühlt sich erstmal sehr stabil an für mich, man kann auch Leiter dranstellen und wackeln -> bewegt sich nicht.


So, dann muß ich jetzt mal genauer zeichnen und hier rein setzten, richtig?!


Bis denn erstmal
Powerjump


Hmm... da fällt mir ein, die Eisenstangen der Abspannfundamente sind natürlich nicht mm genau einbetoniert. Wer rechnet denn auch mit sowas
_______________

BLack600/48V, Mastervolt-Einspeisung

28.12.2009 21:20
Powerjump 

Re: Frage zur Hebelberechnung

Kannst Du damit was anfangen?



Übrigens entspricht 1m = 1cm auf dem Bild.



Grüße aus Norddeutschland
Powerjump
_______________

BLack600/48V, Mastervolt-Einspeisung

28.12.2009 23:24
Sandy 

Administrator

Re: Frage zur Hebelberechnung

Hallo ihr Zwei, wenn ihr euch meine Konstruktion angeschaut hättet, wäre euch meine simple Seitenführung aufgefallen. Diese besteht aus den schräg stehenden Pfosten (Hebevorrichtung). Damit habe ich drei Fliegen mit einer Klappe geschlagen:
1. Der Mast wir präzise und sicher nach oben geführt
2. Die hoch stehende Umlenkrolle reduziert die Zugkräfte.
3. Bei meinem Gestell geht keine Kraft auf die beiden senkrecht stehenden Stempel, weil die eigentliche Hebevorrichtung von ihnen beim Anziehen des Seils abhebt. Damit das Gestell nicht zur Seite wegkippt, habe ich oben zwei BMF Bodenanker zweckentfremdet montiert, sie stabilisieren die schrägen Pfosten.
Guckt euch die Sache mal richtig an:
http://freenet-homepage.de/sandywind/NeuerMast_005.jpg

Die Stütze, die nach hinten weggeht und die Hebearme habe ich unten mit zwei Brettern verbunden. Zusätzlich sind diese wiederum mit den Grundpfeilern im Drehpunkt gekoppelt. Wenn das Wetter es in den nächsten Tagen zulässt, mache ich davon noch ein Bild.

Mit den Grundpfosten musst du höher hinaus, genauso verhält es sich mit den schräg stehenden Pfosten. Bei der Höhe hätte ich 16x16 cm Grundpfeiler mit einer Länge von 6m verwendet. Die Hebearme müssten mit 12 x 12 cm und einer Länge von 7,5 m gut dimensioniert sein.

Grüße von
Rainer
(Sandy)
_____________

Meine Anlage und dazu der Film

29.12.2009 00:41
Powerjump 

Re: Frage zur Hebelberechnung


Hallo Sandy,


dochdoch, ich habs angeschaut, und ich kenne deine Konstruktion ja auch schon aus den anderen Threads - und sie ist wirklich gut!
Allerdings bin ich zur Zeit nicht bereit/in der Lage, weiteres Geld für mehr Holzbalken auszugeben (ich hab schon keine Lust ne Winde zu kaufen).

Was ich habe sind jede Menge Stahlseile, Kabel und genug Material für den Eisenmast.

_______________

BLack600/48V, Mastervolt-Einspeisung

29.12.2009 14:27
frank 

Re: Frage zur Hebelberechnung

Hallo Powerjump:

Massenmittelpunkt des Mastes liegt rechnerisch bei 7,77 m

Die Kräfte:


Zugseil 400 kg
An der Umlenkrolle auf deine 4 m hohe Ziehhilfe:
420 kg senkrecht (Druck), sollte gehen.
40 kg quer (Biegung) die fängst du locker mit der Abspannung ab.

Das Fundament der Seilwinde:
Zugseil 400 kg -> ca. 250 kg senkrecht (ausheben)
Bei einer Dichte von Beton 2 kg / l wären das 125 Liter oder 1/8 m³ oder 0.5 m * 0.5 m * 0.5m.
Geht aber von ebenerdigem Zug aus, z.B. mit weiterer Umlenkrolle.
Alternativ 500 kg Beton und die Seilwinde auf 1m nochmal abstüzen.
-> ca. 0.65 m * 0.65 m * 0.65 m

45°
Zugseil 300 kg
An der Umlenkrolle auf deine 4 m hohe Ziehhilfe:
100 kg senkrecht (Druck)
50 kg quer (Biegung) die fängst du locker mit der Abspannung ab.

60°
Zugseil 200 kg
An der Umlenkrolle auf deine 4 m hohe Ziehhilfe, keine Kräfte mehr
Naja du hast immerhin noch 200 kg auf dem Zugseil wenn es die
Führung verlässt. Wenn du nicht genau arbeitest 'flutscht' das Seil aus der Führung und es macht 'rumms' ...

Noch etwas:
Wenn du die Mastabspannung als seitliche Führung verwenden möchtes,
was zugegeben 'elegant' ist.

Die Befestigungen der Abspannung an den Fundamenten und
die Drehachse des Mastes müssen in einer Achse liegen, < 1cm, auch in der Höhe.
Die Abspannseile müssen gleich lang sein < 1cm.
Sonst ist das keine Führung sondern verzieht dir alles beim Hochziehen.
Die Abspannseile sollte nicht zu dick sein um leichte Abweichungen ohne große Kräfte ausgleichen zu können.
Aber es darf auch nicht zu dünn sein, um der Nennkraft am Windgenerator zu entsprechen ...

Einfacher:
Stützen als Führung (wie bei Sandy und mir).
Hier kannst du z.B. 2 x 2 m Balken diagonal an deine 4 m Ziehhilfe anbringen. Das Fundament für diese Stützen bekommt nur Druck ab und kann breit, brauch aber wegen der Kräfte alleine nicht tief sein.


Insgesamt ist die Lösung von Sandy schon sehr gut,
Reiner hat die geringsten Zugkräfte auf sein Zugseil.
Das liegt vor allem an der Höhe der Umlenkrolle.

Ich habe deutlich größere Zugkräfte nötig: ca. 300 kg
Du liegst so bei etwa 400 kg.


Viel Erfolg,
Gruß Frank

_______________

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30.12.2009 13:06
Powerjump 

Re: Frage zur Hebelberechnung


Hallo Frank,


Mensch, das nenn ich mal ne tolle ausführliche Berechnung! Vielen Dank

Mit diesen Daten kann ich was anfangen. Ich werd mir das jetzt nochmal gut durch den Kopf gehen lassen und mal richtig drauf rumdenken. In diesem Jahr wird das wohl eh nicht mehr klappen mit dem neuen Mast.


Hab mal meine Fundamente angeschaut -> sooo schief hab ich doch garnicht gearbeitet (wunder mich gerade über mich selbst). Bin höchstens 2-3cm aus der FLucht. Vielleicht müsste man beim hochziehen die Seitenführung gut beobachten und reichlich Spanner zwischensetzten damit man in beide Richtungen noch verstellen kann. ...Mal sehen.


Dir & allen anderen wünsch ich erstmal n guten Rutsch ins neue Jahr, glatt genug ist es ja.

Powerjump

PS: Da fällt mir ein: Wie hoch kommt eigentlich so`n Frontlader vom Trecker? hmmm......
_______________

BLack600/48V, Mastervolt-Einspeisung

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Hebelberechnung   Wechselrichter   Generator   Zugseilbefestigung   Netzladegeräte   Kraftresulturende   Photovoltaik   seitliche   Seilwinde   Ziehhilfe   BLack600   Massenmittelpunkt   Umlenkrolle   Abspannung   Mastervolt-Einspeisung   Führung   Seitenfundamenten   hochziehen   Powerjump   Abspannfundamente

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