Berechnung eines Windentrommelantriebs

Verfasst am: 27.01.2013 12:09:35 Titel: Berechnung eines Windentrommelantriebs

ich bin gerade dabei eine zu bauen. Jetzt stellen sich mir jedoch ein paar Fragen:

- Antriebswelle zur Trommel. Welches Material und welcher Durchmesser ist hier min. gefordert?
- Flanschlager. Welche Belastung muss ich hier rechnen?
- Keilnutverbindung. Wie berechnet sich die Belustungsgrenze?

Es geht um eine mechanische . Es ist eine Rutschkupplung vorgeschaltet die von 20-180 einstellbar ist. Die Trommel hat einen Aussendurchmesser von ca 24cm.

geplante Rutschnabe: Rutschkupplung
geplantes Flanschlager: Lager

das wäre beides 25mm. Reicht das?

Ich baue das natürlich alles auf eigene Gefahr.

PS: habe hier noch ein nettes Tool gefunden. Damit kann man die Seillänge auf einer Trommel berechnen: Seillängenrechner

Verfasst am: 27.01.2013 12:38:54 Titel:

ich hätte an der Stelle eher mit Drehmoment im deutlich vierstelligen Bereich gerechnet?! ist doch hinter all deinen Getrieben und vor der Trommel?

Verfasst am: 27.01.2013 12:49:18 Titel:

Das interessante Drehmoment ergibt sich nur aus der Last am Seil

Wenn man davon ausgeht, dass die real 40.000 Newton Zugkraft haben soll (4 Tonnen umgangssprachlich)
in einem Radius der Seillage zum Mittelpunkt von 5cm, dann haben wir hier ein nötiges Drehmoment an der Trommel von 40.000 * 0.05 = 2000 .

Die Lager der Trommel dimensioniert man einfach mit der Maximalen Zugkraft multipliziert mit Sicherheisfaktor 2.
Die Antriebswelle der Trommel wird mit 4000Nm ausgelegt (ebenfalls Sicherheistfaktor 2) oder eben mit dem sich aus der Rutschkupplungssicherung ergebenden maximalen Drehmoment.

Ich kenn die gesamte Konstruktion nicht, sonst würde ich genauer darauf eingehen. Hat die Trommel wirklich einen Durchmesser von 24cm an der untersten Seillage? Das wäre ja 12cm Radius und wir kamen auf stolze 4800 nötiges Drehmoment unter maximaler Last. Alles natürlich zurückzurechnen auf die Rutschkupplung.

@Hardy: Hast DU ggf. mal mehr Infos, wie wo die Abtriebswelle sitzt, wie sie die Trommel antreibt (Getriebe, Kette etc) und mit welcher Reduktion.

Verfasst am: 27.01.2013 12:57:58 Titel:

Verfasst am: 27.01.2013 13:02:18 Titel:

die Trommel dreht bei einem Durchmesser von ca 22cm genau in Raddrehzahl. 24cm ist der Aussendurchmesser der Trommel, NICHT die unterste Lage.

geplant war an der Welle (nach dem Winkelgetriebe) die Rutschkupplung zu verwenden. Ich will einfach nicht das PTO bzw das LT230 zerschießen, falls mal zu viel Last drauf kommt. Muss ich die Rutschkupplung größer nehmen, wenn die an der Windenwelle hängt? Vor dem Winkelgetriebe wäre mir auch lieber aber da ist es schwieriger zu integrieren.

Die Konstruktion ist recht simple: PTO - Kardanwelle (mit Ruckdämpfer) - Winkelgetriebe - und ab hier ist jetzt eben die Frage.

Wie muss ich das denn rechnen? Liege ich wohl mit dem Drehmoment deutlich zu niedrig?

Verfasst am: 27.01.2013 13:06:50 Titel:

@JG: Ja das ist richtig, allerdings ging es mir auch genau darum. Entweder bestimmt die maximale Last am Seil das wirkendes Drehmoment oder die Bruchlast des Seiles bei "Shockload". Die Power vom Motor kann man genau berechnen, aber sie ist nur so lange eine sinnige Größe, solange nicht von "Seilseite" mehr Drehmoment aufgebaut werden kann. Die Rutschkupplung soll nun schützen und muss so ausgelegt werden, dass sie einerseits auslöst, wenn man Seil zu stark gezogen wird und andererseits, wenn der Motorstrang davor ist, zuviel Power an die Trommel liefern zu wollen (weil das Fahrzeug 2m tief im Morast steckt). Im Endeffekt muss man sich also einfach einen Vorgabewert der Windenleistung machen (siehe Berechnung vorher) ud darauf hin die Rutschkupplung auslegen. Und auf diesem Wert basierend, kann man dann auch die Welle der trommel auslegen, weil man ja nun weiss, was auf sie maximal für eine Belastung zukommt (bevor die schützende Rutschkupplung auslöst).

@Forcierer: Die physikalischen Berechnungen hatte ich ja eben schon. Das beantwortet Deine Fragen mit dem Ort der Kupplung glaube ich ganz gut. Aber wie es aussieht, hätte Deine Ruschkupplung hier nach dem Winkelgetriebe und vor der Trommel die komplett falsche Größenordnung. Unsicher

(Wenn da nicht noch eine extreme Reduktion kommt).

Wobei 4 Tonnen reale Zugkraft (40.000N) auch sicher etwas sehr viel sind. Normale Werte lägen wohl eher im Bereich um 2 Tonnen. Tibus hatte da doch mal echte Zahlen gepostet.

Verfasst am: 27.01.2013 13:18:20 Titel:

so würde ich das auch sehen. berechnen kann ich so auf die schnelle leider nicht Winke Winke

smile:

Verfasst am: 27.01.2013 13:29:13 Titel:

dann werde ich wohl doch eher so eine Rutschkupplung (1000-1500 Nm) aus dem Landwirtschaftsbereich nehmen und die vor das Winkelgetriebe setzen. Kann ich da bei einer 3:1 Übersetzung die an der Trommel einfach durch 3 teilen?

Wie ist das mit der Verbindung der Welle zur Trommel? Da ist keine Untersetzung mehr und nun stellt sich die Frage ob das nur mit Keilnut hält? Wie groß muss das dann dimensioniert sein? Gibt es andere Möglichkeiten? Ich würde halt gerne die Trommel direkt seitlich lagern und muss ja dann mit der Welle durch die Lager.

Verfasst am: 27.01.2013 13:32:30 Titel:

Hält das Winkelgetriebe dass denn? Ansonsten kann man :3 schon rechnen. Da Getriebe aber immer Verlust bedeuten, wäre ein kleiner Korrekturfaktor ganz sinnvoll.

Leider muss ich bei der Berechnung von Wellenbruchwerten passen, da ich da selber erst nachlesen müßte.

Verfasst am: 27.01.2013 13:47:30 Titel:

gute Frage was das Winkelgetriebe hält.

Ich hatte auch schon überlegt eine 4-Kantwelle für die Trommel zu verwenden. Im Bereich der Trommel müsste ich dann halt Rohr drüber machen mit etwas Überstand für de Lager. Wäre aber zur Anbringung von Flanschen recht einfach.

...oder die 1 3/6" 6er der Zapfwellen (Landwirtschaft). Da habe ich auch ein Stück Welle rum liegen Was können die denn ab und gibt es das als Meterware?

Verfasst am: 27.01.2013 13:54:49 Titel:

du könntest ja zwischen trommel und getriebe zusätzlich noch einen Abreißbolzen montieren, der ist einfach zu ersetzen und sicher günstiger als die 1000Nm-Kupplung und schaft dir doppelte Sicherheit für das Winkelgetriebe. sowas kenne ich als ÜberlastSicherung bei Zapfwellen.

Verfasst am: 27.01.2013 13:57:35 Titel:

im Schlamm sicher nicht schlecht. An der oberen Kante eines Steilhangs... Huch

ein einstellbares Durchrutschen wäre mir schon am liebsten.

Verfasst am: 27.01.2013 14:00:11 Titel:

ok. brauchst du ne sperre. aber wo ist da der Unterschied zur Rutschkupplung, die macht doch auch einfach auf, wenn es soweit ist.

Verfasst am: 27.01.2013 14:02:25 Titel:

Verfasst am: 27.01.2013 14:03:50 Titel:

nee, die Rutschkupplung macht nicht auf, die rutscht durch, wie eine überlastete Kupplung beim normalen Antrieb. Da gehts nicht gleich rückwärts.

Sperre ist halt gleich wieder viel mehr Technik. Wenn die mal unter Spannung ist kann ich nicht so einfach zurück spulen.

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