@Ltof: Vielen Dank, die Antwort hilft mir sehr weiter. Ich hab es dann auch geglaubt mit dem Scheibenwischermotor aber ich muss bei der Vorstellung auch ne Begründung für die Wahl des Motors liefern, deshalb hab ich da so lang dran rum gemacht.

Bin davon ausgegangen, dass die Leistungsangabe des Herstellers gegeben ist aber klar, macht anders herum viel mehr Sinn.

Nochmal vielen Dank dafür!

Ich wollte den Drehmoment dieses Motors ausrechnen: http://www.pollin.de/shop/dt/OTA2OT......html

Um so vergleichen zu können, ob er mehr Drehmoment bringen kann als Bremsmoment vorhanden ist.
Mit Drehmoment (M)= Leistung (P)/Winkelgeschwindigkeit (Omega); komm ich nicht weiter, da ich P nicht weiß, und P = U*I ist denke ich nicht sinnvoll.

Wie kommt man anhand folgender Werte auf den Drehmoment
- Betriebsspannung 2...12 V-
- Stromaufnahme ca. 1,2 A
- Drehzahl bei 3 V-: 30 U/min, bei 12 V-: 120 U/min

Muss den oben genannten Motor nehmen, weil er eine Drehbewegung in beide Richtungen haben muss. Nachdem ich den Motor, die Bürste und das Gestänge für die Bürste dazugerechnet habe komm ich auf ein Gewicht von 11,5kg und einem Bremsmoment von 14,1Nm bei einem Reibungskoeffizient von 1, bei 2 wären es ~ 7 Nm, bei 7 sogar nur 2 Nm, allerdings geh ich mal lieber von nem pessimistischen Wert wie 1 oder 2 aus.
Zusätzlich wird der Bremsmoment durch die Dachneigung noch etwas reduziert, wobei die Veringerung sehr gering ist, z.B. bei 30° Dachneigung ist der Bremsmoment 13% geringer

Einen Hinweis zum DC-Motor:

Die Drehzahl ist proportional der Spannung.(M=k*phi*I)
Das Moment ist proportional zum Strom. (n=k*phi*U)

In beiden Fällen ist der Proportionalitätsfaktor der Fluss durch den Anker (k*phi).

In diesem Fall gilt

12V=k*phi*2*s^-1

k*phi=6Vs=6Nm/A

M=1,2A*6Nm/A=7,2Nm

Gruß Topf_Gun


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alles sieht man einmal wieder,
nur verborgtes Werkzeug nicht!

Hallo,

die Rechnung stimmt so leider nicht ganz.

Zitat :

Die Drehzahl ist proportional der Spannung.(M=k*phi*I) Das Moment ist proportional zum Strom. (n=k*phi*U)

Abgesehen davon, dass die beiden Gleichungen vertauscht sind, sind da ein paar Fehler drin.
Wenn du die gleiche Konstante k wie bei der Beziehung Spannung-Drehzahl wählst, gilt: M = k*phi/(2*Pi) * I
Die Drehzahl ist proportional zur induzierten Spannung Ui: n = Ui / (k*phi)

Wenn man annimmt, dass die angegebenen Drehzahlen Leerlaufdrehzahlen sind, ist die angelegte Spannung aber gleich der induzierten Spannung und man kann ausrechnen:
k*phi = U / n = 12 V / 2 s^-1 = 6 Vs
M = k*phi/(2*Pi) * I = 6 Vs/(2*Pi) * 1,2 A = 1,15 Nm
oder auch: M = U * I / (2*Pi * n0) = 12 V * 1,2 A / (2*Pi * 2 s^-1) = 1,15 Nm

Zu beachten ist allerdings, dass diese Berechnung nicht für einen Reihenschlussmotor gilt, da dann der Erregerfluss (die 6 Vs) vom Strom abhängt. Dies führt dazu, dass die Drehzahl bei Belastung stark absinkt. Um welchen Motortyp es sich handelt, ist bei Pollin leider nicht angegeben.

Du hast Recht! E-Maschinen ist zu lange her. Die 2*Pi fehlen, da nicht Drehzahl sondern die Winkelgeschwindkeit zählt.
Mea Culpa!

In der Regel sind solche Motoren aber permanenteregt.

Ein Reihenschlussmotor ist eine böse Sache, da er unbelastet immer schneller dreht und damit seine Erregung weiter schwächt.

Ein Nebenschlussmoter fällt aber genauso aus, da er bei 3V nur noch 1/4 der Erregung und damit in etwa wieder auf die Gleche Drehzahl kommt wie bei 12V (abgesehen von der Restmagnetisierung des Eisens).

Bleibt eigentlich nur der permanenterregte DC-Motor übrig.

Gruß Topf_Gun

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2*Pi ist aber mit "6,28318530717958647692589799559 und folgende" auch "relativ konstant", läßt sich also auch noch locker in dem Faktor "k" verstecken, womit dann die Formeln wiederum nicht so falsch sind!

Schöne Grüße Selfman

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Traue keinem Ding, das du nicht selber vermurkst hast.

Die Winkelgeschwindikeit ist proportional der Spannung. (U=k*phi*Omega)
Das Moment ist proportional zum Strom. (M=k*phi*I)

Gleicher Faktor gilt nur für Winkelgeschwindigkeit und Moment. Nicht für Drehzahl und Moment.

Muss ja auch so sein, denn

P=U*I=Omega*M so nun einseten

U=k*phi*Omega
M=k*phi*I --> I=M/(k*phi)

P=k*phi*Omega*M/(k*phi)=Omega*M (k*phi) kürzt sich raus, egal ob mann in das K nun sie 2*Pi mit einrechnet oder nicht.

Wir gesagt, ich bin nicht mehr neu und hatte das zulezt 2001.

Gruß Topf_Gun

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Zitat : Hagiiit hat am 21 Jan 2010 16:48 geschrieben :

Wie kommt man anhand folgender Werte auf den Drehmoment

1. Drehmoment eines Motors
Um das tatsächliche Drehmoment des Motors berechnen zu können, müsste man seinen Gesamtwirkungsgrad (Motor selbst und Getriebe) kennen, der steht aber nicht bei den Daten. Insofern hast Du Recht, dass das nicht einfach über seine elektrische Leistung geht. Ich würde einfach mal einen Wirkungsgrad irgendwo bei ~75% annehmen.

2. Reibungskoeffizient
Anscheinend "benutzt" Du den Reibungskoeffizient reziprok - also falsch. Ein Reibungskoeffizient von 1 ist der mit der höchsten Reibung (die Aussage ist nicht ganz korrekt, weil der bei manchen Materialpaarungen über 1 sein kann), ein Reibungskoeffizient von 0 bedeutet: keine Reibung!
http://de.wikipedia.org/wiki/Reibungskoeffizient
Wieso ignorierst Du eigentlich die Empfehlung, den tatsächlichen Reibungskoeffizenten (oder das Drehmoment) experimentell zu ermitteln? Weißt Du nicht wie? Fehlt das Material? Schau mal in verschiedene Physikbücher. Da sollte das erklärt sein. Das bekommt man mit ein wenig Improvisation sogar mit Hausmitteln hin! Das kann man mit einem Holzgestell und der Bürste auf der Glasscheibe machen, oder mit einer kleinen Probe des Bürstenmaterials und der Glasscheibe sogar auf dem Küchentisch! Alles andere ist Kaffeesatzleserei!

3. Drehrichtung des Motors
Danke für die Salamitaktik! *grummel*
Der schwächere Motor ist für beide Richtungen geeignet. Das ist anscheinend ein Fensterheber-Motor. Der stärkere ist ein Scheibenwischermotor, aber eben nur für eine Richtung. Nimm zwei der Schwächeren - einen rechts und einen links auf die Achse. Vielleicht reicht das.

Beide Motoren dürften Nebenschlußmaschinen oder permanenterregt sein. Eine Reihenschlußmaschine ist für die Anwendungen als Scheibenwischer- oder Fensterhebermotor ungeeignet.

Georgs Frage nach Ausbildungsstand und Fachkenntnissen ist übrigens durchaus berechtigt! Wie soll man sich darauf einstellen können, wenn man nicht weiß, was die Voraussetzungen sind? Einerseits jonglierst Du mit Formeln herum, die Fachkenntnisse in Maschienenbau vermuten lassen. Dann aber kommt scheibchenweise heraus, dass dahinter völlig falsche Vorstelllungen stecken. Eine vernünftige Unterstützung ist so kaum möglich. Es wäre auch hilfreich, zu wissen, was Ziel des ganzen ist! Soll da ein serienreifes Produkt entstehen? Soll ein halbwegs funktionierendes Labormuster entstehen? Wird das eine Versuchsanlage, die auch längere Zeit funktionieren muss? Oder wird das ganze mehr theoretisch abgehandelt? Designstudie? Machbarkeitsstudie? und und und ... Je nachdem werden die Prioritäten völlig unterschiedlich gesetzt!

Gruß,
Ltof

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am 22 Jan 2010  9:18 ]

Zitat :

2. Reibungskoeffizient Anscheinend "benutzt" Du den Reibungskoeffizient reziprok - also falsch. Ein Reibungskoeffizient von 1 ist der mit der höchsten Reibung (die Aussage ist nicht ganz korrekt, weil der bei manchen Materialpaarungen über 1 sein kann), ein Reibungskoeffizient von 0 bedeutet: keine Reibung!

Hm ok, stimmt.
Hab ne Formel genommen, bei der der Reibungskoeffizient im Nenner anstatt im Zähler stand, weshalb ich mir erschlossen hab, dass der Reibungskoeffizient bei weniger Reibung größer werden muss...

Zitat :

Wieso ignorierst Du eigentlich die Empfehlung, den tatsächlichen Reibungskoeffizenten (oder das Drehmoment) experimentell zu ermitteln? Weißt Du nicht wie? Fehlt das Material? Schau mal in verschiedene Physikbücher. Da sollte das erklärt sein. Das bekommt man mit ein wenig Improvisation sogar mit Hausmitteln hin! Das kann man mit einem Holzgestell und der Bürste auf der Glasscheibe machen, oder mit einer kleinen Probe des Bürstenmaterials und der Glasscheibe sogar auf dem Küchentisch! Alles andere ist Kaffeesatzleserei!

Das Problem ist, dass ich nicht die Zeit dafür habe. E-Motoren sind nur eine "kleine" Teilaufgabe. Des weiteren muss ich noch 3 andere E-Motoren suchen, für andere Antriebszwecke, mir graust es jetzt schon :).
Aber ich denke ich werde diese ganzen Rechnereien nicht verwenden, zum einen weil mir oft das Verständnis fehlt und ich deshalb zu viele Fehler mach und zum anderen weil es mathematisch auch nicht zu 100% bestimmbar ist.

Zitat :

Georgs Frage nach Ausbildungsstand und Fachkenntnissen ist übrigens durchaus berechtigt! Wie soll man sich darauf einstellen können, wenn man nicht weiß, was die Voraussetzungen sind? Einerseits jonglierst Du mit Formeln herum, die Fachkenntnisse in Maschienenbau vermuten lassen. Dann aber kommt scheibchenweise heraus, dass dahinter völlig falsche Vorstelllungen stecken. Eine vernünftige Unterstützung ist so kaum möglich. Es wäre auch hilfreich, zu wissen, was Ziel des ganzen ist! Soll da ein serienreifes Produkt entstehen? Soll ein halbwegs funktionierendes Labormuster entstehen? Wird das eine Versuchsanlage, die auch längere Zeit funktionieren muss? Oder wird das ganze mehr theoretisch abgehandelt? Designstudie? Machbarkeitsstudie? und und und ... Je nachdem werden die Prioritäten völlig unterschiedlich gesetzt!

Dieses ganze Projekt soll rein theoretisch stattfinden. Letztendlich sollen wir damit nur Erfahrungen im Bereich "Arbeiten an einem Projekt im Team" sammeln.

Zitat : Hagiiit hat am 22 Jan 2010 15:03 geschrieben :

Dieses ganze Projekt soll rein theoretisch stattfinden.

Aha!
Das ist doch mal eine Aussage! Das heißt, man kann sich auch Ungenauigkeiten erlauben, die in der Praxis zum Versagen des Systems führen könnten. Würde man das tatsächlich bauen wollen, müsste man nach der Berechnung die Tauglichkeit der angedachten Lösungen in Experimenten verifizieren. Das ist hier ja nicht nötig. Außerdem liegt hier nicht die Notwendigkeit vor, bastlertaugliche, preisgünstige Lösungen zu finden.

Jetzt habe ich mal angenommen, dass die Borsten der Bürste aus Nylon (Polyamid) sind. Als Reibungskoeffizienten habe ich für die Materialpaarung Polyamid/Glas einen Wert von 0,91 gefunden (hätte ich nicht gedacht!).
http://www.google.de/search?hl=de&a.....ng_de
(erster Treffer)
Das ist sehr hoch und es ergibt sich daraus ein Drehmoment von ~13,5 Nm (bei 12kg Gewicht des Ganzen). Damit liegt der Mann vom Bürstenhersteller doch recht nah mit seiner Schätzung von 300 Watt. Also nimmst Du doch den Motor, den Du zuerst dachtest und verpasst ihm ein Untersetzungsgetriebe von 1:20. Dann passt das.

Aus welchem Material sind denn die Borsten?

Dort bekommt man Getriebe und Getriebemotoren:
http://www.maedler.de

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(Hanlon’s Razor)

Die Bürste ist aus Polyamid 6,6 mit 0,3mm Durchmesser und ner Besatzdichte von 50%

Aber musst nicht weitersuchen, ich geh jetzt einfach von dem Wert 13,5 Nm aus. Dann muss ich mal schauen, welchen Motor ich nehm, da ich durch die Untersetzung ja ne starke Erhöhung des Drehmoments bekomme.
Da hab ich noch Formeln aus der Schulzeit, die mir zumindest bei dieser Rechnung ein sicheres Gefühl geben, hoffentlich...


Wegen der Notwendigkeit der preisgünstigen Lösung: hier gilt je günstiger desto besser, wie überall

Zitat : Hagiiit hat am 22 Jan 2010 18:27 geschrieben :

Die Bürste ist aus Polyamid 6,6 mit 0,3mm Durchmesser und ner Besatzdichte von 50%

Der Durchmesser und die Besatzdichte ist vermutlich egal. Sicher ist, dass sich daraus keine Einflüsse auf das Drehmoment berechnen lassen. Auch ist mir unklar, welchen Unterschied es macht, ob es sich um Borsten oder Fasern aus Polyamid handelt. Wie verändert sich der Reibungskoeffizient durch das Verbiegen der Borsten? Welchen Einfluß hat das Wasser? Und so weiter. Das sind die Ungenauigkeiten die ich meinte. Das ließe sich alles experimentell ermitteln. Man kann es aber auch lassen und einfach mit dem Wert von 0,91 rechnen.

Klar solltest Du auch in einer theoretischen Abhandlung nicht die (Spiel-) Millionen verschleudern. Trotzdem macht es einen Unterschied, ob ein Bastler etwas zusammenzimmern will, oder ob man eine Anlage konzeptioniert. Für den fiktiven Bau einer solchen Anlage macht sich das Benutzen von Reste-Komponenten mit unbekannter Herkunft und unbekannter Lieferfähigkeit nicht so gut. Für den Bastler ist das Verwenden eines solchen Teiles hingegen völlig in Ordnung!

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(Hanlon’s Razor)

Dann ist unter Umständen noch nachzudenken, ob es sich lohnt, das ganze mit einer Schwungmasse zu koppeln und erstmal "frei" anlaufen zu lassen. Dann hat man Reserven wenn es doch mal hakt.

Gruß Topf_Gun

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