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bjoern

hat imma keene Zeit...

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1

Tuesday, August 23rd 2005, 6:27pm

Physikexperte für Berechnung gesucht

Hi,

ich wollte mal folgendes berechnen:

und zwar ob vier M6er Schrauben eine 18kg schwere Autobattiere bei einer Vollbremsung von 100Km/h auf 0Km/h und einem Bremsweg von 46 Meter halten können.

Was mir aber schon reichen würde ist, wenn ich ungefähr wüsste, um wieviel Prozent die Masse der abgebremsten Batterie zunimmt.

Oder nochmal anders:

Wieviel Kilo wiegt die Batterie in dem Moment, in dem sie durch das Bremsen am stärksten nach vorne geschleudert wird. (Au Backe! Entschuldigt meinen Ausdruck, aber ich weiß nicht wie ich besser beschreiben soll)

Auch wenn die Sachlage etwas übertrieben ist. Es geht mir nur mal ums Prinzip. Ich habe schon selbst ein paar Formeln zu "abgebremsten Kräften" bei Google gefunden, aber meistens konnte ich meine gegebenen Werte nicht auf die Formeln übertragen bzw. ich hab den ganzen Kram gar nicht erst verstanden. Formeln und so.... huuahh!

Vielleicht kann mir ja jemand das ganze mal versuchen einfach zu erklären. Ob die Schrauben letzendlich halten, dass krieg ich hoffentlich noch selbst auf die Reihe. Hab noch nen Metalltabellenbuch zur Hand. Und in der Ausbildung haben wir Zugfestigkeit, Dehn- und Scherbeanspruchung von Schrauben zig mal berechnet. Hängt ja auch von der Zugfestigkeit der Schraube ab usw. Die weiß ich allerdings noch nicht. Denke mal 12.9. Mal schauen was ich bekomme.

Gruß Björn
Wenn man an die Decke schaut kann man ganz schlecht schlucken...

EPICENTER

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2

Tuesday, August 23rd 2005, 6:48pm

Wie ist denn die Batterie montiert?!
Alles fest mit dem Auto verbunden?!

Gruß Martin
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bjoern

hat imma keene Zeit...

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3

Tuesday, August 23rd 2005, 7:11pm

Noch ist sie nicht montiert. Aber wenns soweit ist, wird das Blech auf dem die Battierie steht mit (wie ich schon sagte) 4 M6er Schrauben fest mit einem an der Karosserie angeschweißten Blech verschraubt.

Soll dann so ungefähr aussehen wie beim Bugs. Hier nochmal der Link von dem Thread:

Batteriefach bauen - Erfahrungen
Wenn man an die Decke schaut kann man ganz schlecht schlucken...

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Ostkind

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4

Tuesday, August 23rd 2005, 10:00pm

Naja, ich würde jetzt mal spontan behaupten: Das hält! ;)

Sieh es so, die Batterie bei Opel, VW u.a. wird mit einem tiefgezogenen Blech (ca. 1,5mm Materialstärke) und einer M8 gehalten. Das reicht!
Der Spaß geht ja eh dahin, dass die Schraube eine Haftreibung an der Batterie erzeugt und die halt schon recht groß ist bei normalen Anzugsmomenten - wird normalerweise von Hand mit der Ratsche angezogen, was vielleicht um 50Nm liegt.

12.9 +hum+ Ich kenne mich nur soweit aus, dass das ne herbe Sache ist. Viele am Fz. verwendete Schrauben haben nur 8.8 ...

Wie gesagt, das Prinzip weswegen die Batterie stehen bleibt ist ja keine Abscherbelastung.

Gruß, Seb

tretmine

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5

Wednesday, August 24th 2005, 2:39am

RE: Physikexperte für Berechnung gesucht

Quoted

Wieviel Kilo wiegt die Batterie in dem Moment, in dem sie durch das Bremsen am stärksten nach vorne geschleudert wird. (Au Backe! Entschuldigt meinen Ausdruck, aber ich weiß nicht wie ich besser beschreiben soll)



Mensch... Ich hab mich jetzt extra hinter die Bücher der 11. Klasse geklemmt und das Zeug mir wieder verinnerlicht. :D Deshalb muss ich das jetzt auch zum Besten geben. :woohoo:

Aber nur um zuerst einen stilistischen Fehler zu verbessern: Die Batterie wiegt wegen einem Aufprall-/Verzögerungsvorgang nicht mehr. Sie wird dadurch nicht schwerer. Nur die Kraft die sie erfährt kann man damit veranschaulichen in dem man sagt: Wieviel an Gewicktskraft entspricht der anliegenden Kraft durch die Verzögerung.

Also: Die Spezielle Orts-Zeit Funktion bei konstant beschleunigten(verzögerten) Bewegungen:

x=(a/2)t^2+v_x0*t+x_0

Man setzt den Anfangspunkt x_0 = 0. Denn wir beginnen gleich mit der Verzögerung.

Somit:
(1) x_end=(a/2)t^2+v_x0*t

Bekannt ist, dass die Ableitung daraus die Geschwidigkeits-Zeit-Funktion ergibt:

(2) v_x=a*t+v_x0
wobei v_x das Ende des Bremsvorganges ist und somit = 0

Somit kann man die Zeit rausstreichen indem man die beiden Gleichungen ineinander einsetzt.

==>
a=v_x0^2/(2*x_end)

v_x0=100 km/h=28m/s
x_end=46m

a=8,5m/s²

Die Erdbeschleunigung (g) ist bekanntlich 9,81m/s². Das bedeutet, dass die Batterie nicht mal ein g mitmacht. Sprich die horizontale Kraft die an sie angreift ist nicht mal so hoch wie die Kraft, die sie durch ihre eigene vertikale Gewichtskraft erfährt.
Praktisch gesprochen: Solltest du die Aufnahme für die Batterie mitsamt Batterie um 90° drehen können und sie fällt nicht raus, dann wird sie dir mit Gewissheit auch nicht bei diesem Bremsvorgang raus fallen.

MfG Phil

Physician

Ostkind

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6

Wednesday, August 24th 2005, 9:50am

Sehr schön! :)

So eine Hingabe find ich absolut spitze :respekt:

Gruß, Seb +eherfaul+

bjoern

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7

Wednesday, August 24th 2005, 4:09pm

Hi,

danke erstmal für die Formeln. Aber durchsehen tu ich da trotzdem nicht. Hört sich aber gut an.

Es war ja wie gesagt auch nur mal rein theoretisch. Dass die Batterie auch noch seitlich gegen rausrutschen gesichtert ist, ist schon klar.

Ich hätte ja ganz allgemein schreiben können, dass eine 20kg schwere Last von 100 auf 0 abgebremst wird und dabei von 4 Schrauben gehalten wird. Halten die Schrauben? So ähnlich wie manch sinnlose Aufgaben in der Schule. Wollte es halt nur praxisnah formulieren.

Aber ich will die Sache trotzdem nochmal kurz weiterspinnen. Das gibts ja nun das Newtonsche Kraftgesetz:

F = m * a

Kann ich jetzt einfach die Werte dort einsetzen? z.B.:

F = 18kg * 8,5m/s²

F = 153 kg*m/s²
F = 153 N

Irgendwie kommt mir 153 N aber wenig vor. Denn 18Kg sind doch schon ca. 180 N. Oder hab ich hier was falsch gemacht?

Gruß Björn
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tretmine

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8

Wednesday, August 24th 2005, 4:59pm

Ne... Schon richtig. Die horizontale Kraft bei der Verzögerung ist 150N, so wie du es ausgerechnet hast. Also nicht mal die eigene Gewichtskraft von 180N. Musst ja unterscheiden zwischen den beiden Kräften. Die eine gibts immer und zieht nach unten (Gewicht) und die andere ist die entgegengesetzte Kraft, die die Aufnahme aufbringen muss um nicht die Batterie zu verlieren.
Deshalb schrieb ich ja: Wenn du das ganze um 90° drehst, dann testest du das Teil mit einem g. Also mehr als die Aufnahme vertragen muss.

Aber vergiss nicht: 8,5m/s² sind für einen Bremsvorgang nicht wenig! Das lastet auch auf den Reifen/Fahrbahn...

MfG Phil

bjoern

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9

Wednesday, August 24th 2005, 8:59pm

Hmm, also ich merk schon, sowas ist gar nicht so einfach! Hast recht, da kommen ja noch viele Faktoren dazu.

Na dann will ich einfach hoffen dass die 4 Schrauben halten. Aber ich denke mal schon. Wenns dann noch die 12.9 werden. Da kann man nen LKW ranhängen. (naja fast) Eher reißt glaub ich die Schweißnaht. :)

Danke

Björn
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Fabian

Der schwarze Mann von nebenan

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10

Wednesday, August 24th 2005, 11:38pm

Um es mal ein wenig einfacher zu gestalten (hoffentlich).

Nehmen wir eine Verzögerung von 9,81m/s pro Sekunde an, dann wären das 1g Verzögerung. Der Akku würde also mit seinem Eigengewicht nach vorne wollen. Das ist je nach Gewicht kein geringer Wert.

Aber ein normales Bremsmanöver ist völlig unerheblich. Das hält auch mit ein paar Windungen Blumendraht. Wichtig ist, daß so ein Ding nicht zum Geschoß wird, wenn es zu einem Unfall kommt. Je nach Geschwindigkeit/Fahrzeug und Deformation des Unfallgegners kann es hier zu Kräften von 30-50g kommen. Ein 30kg schwerer Gegenstand will also plötzlich mit 1,5Tonnen nach vorne weg. Deine Halterung müßte in diesem Fall also so stabil sein, daß du bei hochkant gestelltem Fahrzeug auf den Akku noch ein anderes Auto abstellen kannst. Das sind gewaltige Kräfte!

So heftige Unfälle kannst du aber außer Acht lassen, denn dann ist der Akku dein kleinstes Problem. Deine Innereien explodieren dann nämlich munter vor sich hin. Ratzong! Von 10-15g würde ich aber ausgehen!

Es ist also bei einer entsprechenden Halterung darauf zu achten, daß sie extrem stabil wird. Es kann viel ausmachen, die schwere Last direkt an etwas stabilisierendes zu stellen, also z.B. direkt an die Rücklehne oder einen Querträger und sie da zu verankern. Löst sie sich kann man das noch einigermassen auffangen. Steht der Akku z.B. nur 20cm von der Rücklehne entfernt, dann crasht es, der Akku löst sich und hat bis er die Rücklehne erreicht soviel Speed drauf, daß er diese glatt durchschlägt.

Deswegen Bierkisten auch wirklich rein in den Kofferraum und nicht hinten an die Ladekante gestellt. Hochgefährliche Sache!

Hochfeste M6 würde ich für eine Akkuhalterung hinten, sollte sie freistehend sein, als nicht ausreichend erachten. Für den Fahrbetrieb sicher, aber bei einem Unfall auf keinen Fall!

Bei nem Golf 2 ist das Akkuchen mit einer 8er Schraube befestigt, die das auch nur deswegen hält, weil sie beim Unfall durch die Halterung überwiegend auf Zug belastet wird. Ist wie bei ner Gurtschraube, die natürlich noch ein wenig dicker ist.
Trotzdem fliegt bei nem heftigen Frontalcrash mit nem G2 gerne mal der Akku durch die Gegend. Und der zerhaut die Motorhaube, Kühlergrill, Scheinwerfer und sonstiges Gelumps da vorne ohne Probleme. Hab das selbst mal gesehen. Autobahncrash, G2 mit ca. 120km/h auf Mercedes mit ca. 60km/h der aus ner Ausfahrt gleich 2 Spuren rübergezogen hat. Waren glücklicherweise alle angeschnallt. Der G2 war auf 60% Überlappung ca 50cm kürzer. Der Akku lag über 100m weiter.

Also: treibt keine Scherze mit schweren Dingen im Auto! Ich lasse auch niemanden hinten mitfahren, der sich keinen Gurt anlegt. Wenn der Akku nach vorne kommt kannste es machen wie du willst, wenn du nicht auf Passantenschutz wert legst.

Gruß

Fabian
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bjoern

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11

Thursday, August 25th 2005, 3:59pm

Uff! Na da hast du aber nochmal in die Vollen gegriffen! Auf jeden Fall war es sehr aufschlussreich.

Da die Bat bei mir im Motorraum verbaut wird, gibts ja dann keine Probleme mehr. Zwecks Geschoss von hinten und so.

Und davon mal abgesehen: Wenn ich mit meiner Gurke einen extremen Crash haben sollte, dann kann ich von Glück reden, wenn man danach noch meine Einzelteile erkennt. Denn wie sicherlich einige wissen, ist ein Cuore nicht gerade der Inbegriff für Sicherheit. Also lieber nicht vom Ernstfall ausgehen.

Ich fahr ja meistens im Berufsverkehr und da sind hohe Geschwindigkeiten eher selten. Außerdem denke ich von mir, dass ich sehr ruhig und gelassen fahre. Nicht wie die meisten drängelnden, schneidenden, unentspannten und rasenden Berliner. Natürlich gehören immer zwei zu einem Unfall. Das ist sicher nicht zu verachten.

Gruß Björn
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12

Thursday, August 25th 2005, 8:03pm

Wie ists denn mit Kofferraumausbauten?
Muss man die Platten mir Blechschrauben an den Boden schrauben?
Oder sollte da nix passieren(is ja Kofferraum)?

Gruß,
Michael

traxdata2

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13

Friday, August 26th 2005, 6:45am

kommt drauf an wie weit sich dein ausbau bewegen kann. Wenn er komplett dein auto ausfüllt ist es nicht so schlimm wie wenn er sich komplett durch den kofferaum bewegt.