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Neil

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Neil

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Beitrag 6879943 , 16-Bit Datenlogger Prüfstand Mechanik [Alter Beitrag25. September 2008 um 12:14]

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Hi,

ich habe mal die Dskussion zu der Mechanik aus dem Thread von Winfried ausgekoppelt weil es dort nur um den Wandler gehen soll.
Kommen wir hier also zu der Mechanik die jeder irgendwie erstellen muss. Warum also nicht hier auch zusammen arbeiten. Ich habe mir deswegen mal Gedanken dazu gemacht und eine Zeichung erstellt die angehängt ist.
Das Konzept sieht einen Wägebalken vor. Dieser ist mit einer Überlastsicherung versehen.
Da jeder Wägebalken sich durchbiegt muss eine seite fest an der Grundplatte verschraubt sein, die andere aber darüber schweben. Ich habe das hier mal als Vertiefung in der Grundplatte realisiert. Man könnte aber genauso gut auch die andere Seite des Balkens mit einer "Unterlegscheibe" versehen.
Die Balken die ich verwende , 20 - 100kg, haben alle die gleichen Maße. Diese haben an beiden Enden ein M6 Gewinde angebracht. Daher muss in der Grundplatte nur eine 6mm Bohrung mit Senkung für den Schraubenkopf gebohrt werden.
Die Überlastsicherung besteht aus einem kleinen Querbalken mit zwei M6 Schrauben. Dieser Querbalken dient auch dazu den Motorhalter an dem Biegebalken zu befestigen. Der Überlastschutz wird so realisiert, das man den Balken mit der Maximallast versieht und anschließend die Schrauben so weit anzieht das die Last etwas zurück geht.
Das ganze wird mit einem Gehäuse umgeben. Gehäuse und Grundplatte sind so groß das man die Elektronik ohne Probleme unterbringen kann.
Evtl. sollte man der Grundplatte verstellbare Füße verpassen um Bodenunebenheiten auszugleichen.

Gruß

Neil

Anhang: prüfstandkonzept.pdf

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osmadie

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Beitrag 6879948 [Alter Beitrag25. September 2008 um 14:47]

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Hallo an alle,

ich würde bei der Konstruktion darauf achten, dass Datenlogger und die Sensoren jeweils eigene Einheiten darstellen, so dass über Steckverbindungen die Sensoren leicht getauscht werden können.

Dagegen würde ich die Prüfstand-Mechanik fest mit dem Sensor (evtl. auch den Sensoren) und jeweils eigenem Verstärker verbinden.

Wer einen starken Motor testen will, wird auch einen großen Aufbau brauchen. Beim kleinen Motor nimmt man den kleinen Aufbau. Dann Sensor-Kabel an den Datenlogger anschließen, alles bereit machen und ab geht's.

Neil, bei der Auflage des Motorhalters auf den Wägebalken sollte nur eine kleine Auflagefläche vorhanden sein, damit ein nur möglichst kleiner Auflagepunkt wirkt. Ich meine bei Richard Nakka gelesen zu haben, dass er in den Wägebalken eine kleine Bohrung macht und in diese Bohrung eine etwas größere Stahl-Kugel eingeklebt hat. Der Motorhalter drückt dann nur über diese Kugel auf den Wägebalken. Dann braucht man allerdings noch eine Führung für den Motorhalter.

Ansonsten halte ich den Aufbau mit der Wägezelle auf einer Art Unterlegscheibe für die bessere Alternative, anstatt die Bodenplatte auszufräsen.

Füße für den Ausgleich von Boden-Unebenheiten würde ich auch keine anbringen. Aber ich würde die Bodenplatte größer machen, als der Kasten-Aufbau darüber und vier Bohrungen in die Ecken der Bodenplatte machen. Damit kann man die Kiste auf einer größeren Platte montieren, wenn z.B. noch eine Führung für ein langes Motorgehäuse nötig sein sollte.

Gruß
Oliver



Der erste Schluck aus dem Becher der Wissenschaft führt zum Atheismus, aber auf dem Grund des Bechers wartet Gott.
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Beitrag 6879949 [Alter Beitrag25. September 2008 um 14:59]

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Hi,

kannst du ein Bild einstellen von dem Ding von Richard Nakker?
Den Balken den ich nutze hat einen Schlitz so das bei Belastung sich die Flächen parallel verschieben und es so zu keinem Winkelfehler oder Hebelarmfehler kommt.

Gruß

Neil

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Beitrag 6879950 [Alter Beitrag25. September 2008 um 16:09]

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Eine Zeichnung von Richard Nakkas Wägezelle gibt es hier.

Unter "Construction" beschreibt er, wie er das "ball bearing" anbringt.

Bei dieser Wägezelle kippt der obere Teil bei Belastung, was diese besondere Behandlung des Krafteinleitungs-Punktes in seinem Fall sehr wichtig macht.

Es kann sein, dass bei Doppel-Biege-Balken wie in Deinem Fall der Kraft-Einleitungspunkt keinen so großen Einfluss hat, aber ganz ohne Effekt dürfte das auch hier nicht sein. Ich meine auf jeden Fall, dass ich beim Experimentieren damit leicht unterschiedliche Messwerte bei gleicher Last erzeugen konnte, je nachdem, wo die Last eingeleitet wurde.

Gruß
Oliver

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Beitrag 6879951 [Alter Beitrag25. September 2008 um 16:32]

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Hi,

im extremsten Fall kann man das ja immer noch mit einer Kalibrationskurve ausgleichen. Man kann dann hier aber auch streiten wie stark ein schräg eingespannter Motor wirkt.

Gruß

Neil

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Winfried

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Beitrag 6879956 [Alter Beitrag25. September 2008 um 23:33]

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Bzgl. Mechanik kann ich mit meiner 10-jährigen Erfahrung in der PS Entwicklung vielleicht auch noch ein paar Punkte beisteuern - oder gelte ich jetzt in Augen von Jörg schon wieder als überheblich, wenn ich von Erfahrung spreche?

- wir dürften keine Eichtabelle benötigen
- Keine Führung des Bolzens, der mit dem Wägesensor verbunden ist (evtl. zwichen den beiden Bohrungen des Sensors eine zentrales Loch bohren und darauf den Bolzen fest schrauben), die Reibung nimmt sonst eine Größenordnung der Auflösung weg.
- Nur Begrenzung des Ausschlags des Bolzen, damit keine Torsion auf den Sensor wirkt.
- Als Gehäuse könnte man eine Al-Druckgußgehäuse benutzen und unten einfach die dicken Eisenstangen draufschrauben. Ich habe zwar in der neuen Mechanik ca. 14mm Al-Platten aber die geben bei 15 Tonnen nach. Deshalb schraube ich unter die großen Sensoren einfach ca. 40x15 oder 20mm Eisenplatten. Die halten mehr aus als das schwache Alu. mein jetziger PS hat eine 14 mm V4A Grundplatte. Der von Peter eine entsprechende Eisen-Platte.

Neil,

was hält Deine Sicherung aus, hast Du das berechnet? Schafft sie 10 oder mehr Tonnen oder gibt die Schraube nach? Jeder Sensor hat eine unterschiedliche Durchbiegung, manche 0,12mm andere 0,45mm.
Bei 0,12mm muß die Begrenzung perfekt funktionieren. Da ist kein großer Spielraum.

Eigentlich müßte man sich zu so einem Thema treffen. Wenn ich alles schreibe, was mir einfällt, wird das nichts mehr mit der Elektriónik.

Grüße

Winfried


Neil

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Neil

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Beitrag 6880900 [Alter Beitrag26. September 2008 um 08:56]

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Zitat:
Eigentlich müßte man sich zu so einem Thema treffen. Wenn ich alles schreibe, was mir einfällt, wird das nichts mehr mit der Elektriónik.



Oh ja, da hast du recht. Wir sind ja jetzt erst im Groben und noch garnicht bei den Details angekommen. So ein Treffen wäre toll nur wann und wo?
die Zeichnung die ich rein gestellt habe ist erstmal nur ein Konzept um zu zeigen wie das Prinzip funktioniert. Man muss natürlich die Schraubengröße der Last anpassen. Die Berechnung sollte kein Problem darstellen.

Zitat:
- Keine Führung des Bolzens, der mit dem Wägesensor verbunden ist (evtl. zwichen den beiden Bohrungen des Sensors eine zentrales Loch bohren und darauf den Bolzen fest schrauben), die Reibung nimmt sonst eine Größenordnung der Auflösung weg.



Du meinst damit die Lösung von Richard Nakka. Bei meinem Konstrukt ist der Bolzen nur mit dem Wägebalken verbunden. Das Gehäuse hat oben eine Öffnung die etwas größer ist der Bolzen.

Für das Gehäuse sind mir Rittal Edelstahlgehäuse eingefallen. Die könnte man mit einer massiven Bodenplatte erweitern.

Gruß

Neil

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Winfried

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Beitrag 6880901 [Alter Beitrag26. September 2008 um 12:57]

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Hallo Neil,

ich bin in Haid. Dort würde sich die Gelegenheit bieten, das ganze Thema zu diskutieren (auch mit Oliver). Per email ist so etwas zu zeitaufwendig, zumindest für mich.

Zur Mechanik:
Ich weiß nicht, was Nakka tut, aber ich weiß genau, daß ich die Mechnik wieder so wie bei meinem letzten Prüfstand bauen werde und der besitzt einen Bolzen, der exakt zentrisch am Sensor angeschraubt ist. Dieser Bolzen wird von einem dickwandigen "Rohr" gegen seitliche Ausschläge > 0,5mm geschützt. Das Panzerroht ist auf die Bodenplatte geschraubt. Damit ist der Sensor gegen seitliche Kräfte geschützt. Als zweite Sicherung dient die schon erwähnte Unterlegscheibe entsprechend der zulässigen Durchbiegung + 50 Mikrometer. Die dritte Sicherung ist bei mir oben am Aufnahmekopf, der einen Luftspalt zum dickwandigen Rohr bildet. Der Kopf, der am Bolzen befestigt ist, könnte auch konisch sein und in einen Kegel am "Panzerrohr" münden. Dann würde sich der Kopf bei Überlast (Luftspalt) in dem Kegel zentrieren, so daß auf den Sensor keinerlei Querkräfte wirken könnten. Diese 3 Sicherungen haben bis jetzt alle unerwarteten Ereignisse ohne Beschädigung abgewettert.
Eine Führung, die aus geschliffenen und gehärteten Bolzen/Buchsen beruht, so wie ich das bei Peter's PS gelöst habe, werde ich nicht mehr benutzen. Erstens bleibt immer eine Restreibung (-> Viskosität des Schmierfilms -> tiefe Aussentemperaturen) und zweitens ist diese Führung extrem anfällig gegen jede Art Verschmutzung. Selbst wellenförmig geschliffene Bolzen, die die Buchse nur an 3 Linien berühren, würden nur zu einer geringe Verbesserung führen. Außerdem dürften solche Spezialwellen nur schwer beschaffbar und dazu noch sehr teuer sein.

Grüße
Winfried
Winfried

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Beitrag 6940023 [Alter Beitrag09. Januar 2009 um 13:14]

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Ich meine, daß mich mal jemand nach der Einbauhöhe der Elektronik-Baugruppe gefragt hat und ich eine geringe Höhe von 10-15mm angegeben habe.
Ich werde jetzt aber mehrere steckbare Baugruppen haben (Refernzspannungserzeugung, Meßverstärker und ggf. Filterbaugruppe). Diese werden senkrecht auf die Basisbaugruppe gesteckt, die den digitalen Teil enthält. Dadurch muß mit einer Gesamteinbauhöhe der Elektronik von sicherheitshalber 45mm gerechnet werden. Ich hoffe, daß noch niemand mit seiner Mechanik so weit ist, daß er diese Änderung nicht mehr berücksichtigen kann.

Grüße,

Winfried
Neil

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Hi,

kommt der Biegebalken in das gleiche Gehäuse, so wird er sicherlich mehr als 10mm Höhe benötigen.

Gruß

Neil

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