Zugfederkraft berechnen

Hyperion · Anmeldungsdatum: 04.06.2017 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo,

Wie kann man die Kraft, den Weg einer Zugfeder berechnen, bevor man sie kauft?

Ich möchte mir auf mein Gartenhaus ein Solarmodul stellen. Es soll sich selber in Richtung der Sonne drehen. Idee ist, das ganze auf einer drehbaren Scheibe zu montieren, um die eine Schnur läuft.

Am einen Ende der Schnur ist eine Feder befestigt, die andere hängt übers Dach runter, an der ist eine Flasche mit 1,5 Liter Wasser am morgen. Dieses Wasser tropft raus und ist am Abend leer, dann hat sich dadurch die Scheibe um einen bestimmten Weg zurückgedreht und damit das Solarmodul mit.

Wie muß ich was berechnen, damit das klappt?

Ich denke, es muß eine kleine Scheibe sein, die dadurch nur einen kurzen Weg sich dreht, proportional ist sie auf der Zeichnung sicher zu groß.

Ich kann natürlich auch mehr Flaschen oder Eimer hinhängen, Gewicht ist also beliebig steigerbar -

Vielen Dank fürs Lesen, Eindenken und Antworten!

Meine Ideen:
https://abload.de/img/konstruktionszeichnunj4slw.jpg

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

Das ist eine interessante Idee.

Die Auslegung der Feder ist sehr einfach. Gegeben sind:

= Durchmesser der Scheibe (m)

= Drehwinkel der Scheibe (Grad)

= Masse des Zuggewichts (kg)

Gesucht:

= Federkonstante

Aufzubringende Zugkraft F an der Feder bei Federweg s

Wenn Du k berechnet hast, suche aus Herstellerkatalog die dazu konstruktiv passende Zugfeder aus.

Du kannst die Feder auch selbst berechnen. Wenn Du das willst, zeig ich es Dir.

Bedenke, dass die Gewichtskraft F nicht linear abnimmt und damit der Drehwinkel nicht linear zunimmt. Grund ist der abnehmende Wasserdruck im Behälter.
Die Solarzellen werden daher nicht gleichmässig gedreht.

Zum Ausgleich kann eine Feder mit degressiver Kennlinie eingesetzt werden d.h. Die Federkonstante nimmt mit steigendem Federweg ab.

Viel Spass beim Basteln Big Laugh

Sockenschuss · Gast

sockenschuss · Gast

Kleiner Nachtrag:

DIN 1055-4:2005-03 Windlasten:
Tabelle 3.2: Vereinfachte Böengeschwindigkeitsdrücke für Bauwerke bis 25 m Höhe
Geschwindigkeitsdruck q in kN/m² bei einer Gebäudehöhe
Beispiel:
h in den Grenzen von h <= 10m = 0,50
Das mal in Ruhe durch den Kopf gehen lassen.

Dazu kommt, das sich an den Rändern des Solarpaneels Wirbelstrassen ausbilden werden, die das Gebilde zuverlässig in Schwingungen versetzen werden. Dies bitte bedenken und eine Sturmbremse oder Feststelleinrichtung vorsehen. Oder die Anlage nur bei Schönwetter aufstellen. Ansonsten besteht bei dieser Konstruktion möglicherweise erhebliche Unfallgefahr Ansage