Kräfte bei einer Obstpresse?
Kann mir jemand bitte die Kraftübertragung bei so einer Presse erklären? Wenn ich zum Beispiel mit maximal 100N am Hebel ziehen kann und unten an der Platte 500N rausbekommen möchte, wie groß muss dann der Hebel, die Gewindesteigung, der Drehmoment usw sein?
Vielen Dank schonmal für eure Hilfe!
Eure Lara
2 Antworten
Hello . . . im Zweifelsfall fragen wir immer den Energiesatz. Dieser sagt für ein System ohne Verluste: Arbeit-rein = Arbeit-raus.
Arbeit Raus = Stempelweg * Stempelkraft.
Stempelweg je Umdrehung = Steigung
Arbeit-rein = Kraft am Hebel * Weg für eine Umdrehung
Weg für 1 Umdrehung = 2 * r * pi = 2*Hebellänge * pi
Damit Gleichheit der Arbeiten je Umdrehung :
2*Heblelänge * Pi * F = Stempelkraft * Steigung
gruss
Gerne - - eine nette Aufgabe, denn das Umstzen von Drehbewegung in lineare Bewegung strapaziert immer wieder die Vorstellungskraft. aber oft hilft der Energiesatz und man bracht keine Umwege zu gehen
Nun, du hast es hier mit folgender Situation zu tun:
1) du willst nicht mehr als 100N an Kraft aufwänden
2) die Pressplatte soll eine Kraft von 500N auf das Pressgut ausüben.
3) dazwischen hast du 2 verschiedene Kraftübertragungssysteme:
- einen Hebel, an dem du ziehst (oder drückst)
- eine schiefe Ebene = Gewinde!, die die Drehbewegung (horizontal) in die Vertikale umlenkt.
Gesucht ist also das optimale Verhältnis dieser beiden Bewegungen zueinander...
Ich würdemir das Ganze erstmal schematisch skizzieren (mit einer schiefen Ebene als Gewinde), dort die wirkenden Kräfte eintragen und dann von der geforderten Druckkraft ausgehend "zurückrechnen".
Hallo
Vielen Dank schonmal für deine Hilfe, jetzt kann ich es mir schonmal grob vorstellen. Ich würde es gerne mit einem Gewinde haben, also einer schiefen Ebene. Könntest du es mir bitte ausrechnen, weil ich verstehe wirklich gar nicht was ich da machen muss. ; )
Wie gesagt: mache dir zuerst eine Skizze, in die du die herrschenden Kräfte einträgst. Ich bin gerne bereit, dir - so weit ich kann - weiter zu helfen, nur ausrechnen werd ich dir das nicht (das tu ich prinzipiell nicht).
Ich habe bisher gerechnet: Kraft Fa von oben sind 500N, der Winkel 2,48 Grad bei einem M24 Gewinde. Wenn ich jetzt den Tangens benutze, ist Fa (hotizontale Kraft) 21 N und das ist irgendwie sehr wenig. Muss ich bei dem Winkel irgendetwas beachten? nur die Gewindesteigung als Winkel zu benutzen kommt mir falsch vor...
"21 N und das ist irgendwie sehr wenig."
Ich hab das jetzt nicht nachgerechnet, aber das erscheint mir schon plausibel: du hast ja insgesamt eine Kraftübertragung von 1 : 5 gefordert - da würde schon eine geschickte Auswahl eines einseitigen Hebels ausreichen, um das zu erreichen, bzw. das eigene Körpergewicht (so du ca. 50kg "wiegst"...). In Wirklichkeit braucht es natürlich wesentlich mehr "Druck" (= Kraft / Fläche), um Obst gut auszupressen (hab ich selbst an wesentlich größeren Obstpressen als die gezeigte gemacht).
Du siehst damit: ein Gewinde ist ein sehr mächtiger Kraftübertrager (ganz simple Wagenheber arbeiten mit diesem Prinzip...).
"nur die Gewindesteigung als Winkel zu benutzen kommt mir falsch vor..."
Nun... einen anderen Winkel hast du halt nicht - Das Gewinde ist (rein rechnerisch) nichts Anderes als eine aufgewickelte schiefe Ebene.
Übrigens: es heißt DAS Drehmoment (hat nix mit dem Moment als Augenblick zu tun...).
Jaaa... schiefe Ebene geht ist aber etwas lästig, einfacher ist der Energiesatz
Vielen Dank für die Hilfe