Gilt der Energieerhaltungssatz auch für Seilwinden? Brauche Nachhilfe

Wissenschaft Physik
#1

Ich möchte an meine Geländewagen eien Winde montieren und habe dafür im Netz gesucht.
Leider habe ich ein Problem mit den angegeben Daten. Wenn der Energieerhaltungssatz noch gilt, passt der Motor nicht zur Zugkraft.
Folgende Angaben:

Winde
Winde707×708 79.3 KB

Bei der Max. Zugleistung / Zugkraft (bei anderen Herstellern) ist davon auszugehen, daß damit die Kraft gemeint ist, um die Masse frei schwebend zu halten, da eine Angabe einer Kraft in kg nicht üblich ist.
Also Taschenrechner raus.
F = mg = 6124 * 9,81 = 60,076 kN.
W = Fs = 60,076 * 1,2 = 72,091 kNm = 72,091 kWs
P = W/t = 72,091 / 60 = 1,201 kW = 1,633 PS.
Ich habe es auch mit der Übersetzung gerechnet, aber ich komme nicht annähernd auf eine Motorleistung von 6PS.
Von hinten gerechnet:
P = 6 PS = 4,413 kW
W = P*t = 4,413 * 60 = 224,78 kWs = 224,78 kNm
F = W / s = 224,78 / 1,2 = 220,65 kN
m = F / g = 220,65 / 9,81 =22,492 TONNEN.
Warum hat die Winde einen 6 PS Motor um 6 Tonnen senkrecht die Wand hoch zu ziehen, es sei denn, die angegeben Zugkraft in kg bezieht sich nicht auf die Schwehrkraft.
Worauf bezieht sich das angegeben Gewicht bei der Zugkraft dann?
Ich habe schon Hersteller mit der Bitte angeschrieben, mir die Zugkraft in Newton zu nennen, aber keine Antwort erhalten.
Der Motor zieht bei 12V und 6 Tonnen immerhin 380A.

B

#2

Auf das rollende Gewicht eines zu ziehenden Fahrzeugs in der Ebene.

Eine Seilwinde am Geländewagen ist kein Kran.

#3

Hallo!

Also wenn der Windenmotor schon 50A aufnimmt, nur um das Seil mit 6,8m/min ohne Last aufzuwickeln, frage ich mich, wie es um den Wirkungsgrad der Winde bestellt ist.

Der Energieerhaltungssatz gilt immer. Das sehen nur manche Esoteriker nicht so :wink:

Das gesamte System hat einen Wirkungsgrad. Du wandelst Strom in Umdrehungen, da gibt es Verluste (Wärme, Reibung). Das Getriebe wandelt die Drehzahl, auch hier gibt es Verluste (Wärme, Reibung). Beim Aufwickeln des Seils gibt es Reibung, also auch Verluste.

So werden bei 1kW aufgenommener elektrischer Leistung (gesponnen) nur noch 0,75 kW mechanische Leistung abgegeben (Wirkungsgrad = 0,75).
Deine Rechnung stimmt schon soweit, habe auch nochmal rumgerechnet (oder wir vergessen beide was).

F = m * g
  = 6124 kg * 9,81 m/s²
  = 60076 kg*m/s²
  = 60,076 kN

Dein Seil ist 25m lang.
Wir wollen diese Masse 25m hoch heben. Die erforderliche Arbeit ist:

W = F * s
  = 60076 kg*m/s² * 25m
  = 1501911kg*m²/s²
  = 1501,911 kJ (-> Nm ist ein Drehmoment!)

Leistung ist Arbeit pro Zeit:
25m Hub bei 1,2m/min

t = s / v
  = 25m / 0,02m/s
  = 1250s
P = W / t
  = 1501990 kg*m²/s² / 1250s
  = Überraschung
  = 1201,5 kg*m²/s³
  = 1201,5 W

Dies wäre der Fall, wenn die Last senkrecht nach oben gehoben werden soll.
Du willst ja mit dem Seil den Karren aus dem Dreck ziehen, da kommen noch andere Reibungskräfte hinzu.

Für senkrecht nach oben heben wäre der Wirkungsgrad bescheiden:
12V * 380A = 4560W
Abgegebene Mech. Leistung = 1201W

Ergibt einen Wirkungsgrad von 0,26. Das heißt es kommt ein Viertel der Energie am Seilhaken an.

#4

Dann wäre die Beschleunigung nur das Resultat aus der Rebung der Räder und max. 0,1 m/s².
Dann würde ein Akkuschrauber reichen, der nicht mal voll geladen sein muss.

Die Angabe der max. Zugkraft bezieht sich auf die Lage 0 also leere Trommel. mit jeder Lage nimmt die Kraft ab.
Das ist mir soweit auch klar. Trotz dem komme ich bei leerer Trommel nicht auf 6 PS.

Ja will ich. Aber dann sollen sie die Kraft auch in Newton angeben. Die Reibung und die daraus resultieren Beschleunigung weiß doch niemand. Wenn man eine Kraft in kg angibt, muss man auch sagen, auf welche Beschleunigung sich diese MASSE bezieht. Sonst machen die Angaben keinen Sinn.
Der Hintergrund ist, für 380A über 1min oder mehr reicht eine Starterbatterie nicht aus. Die Lichtmaschiene macht max. 130A, wobei min. 30A für das Auto wegfallen. Um eine derartige Winde zu betreiben, brauche ich eine sehr große oder 2. Limas und eine zusätzliche Traktions- oder Zebrabatterie.

#5

Du solltest Dir als allererstes klarmachen, dass man mit einem ganz winzigen Motor einen riesengroße Last heben kann. Da gibt es sowas wie ‚Übersetzung‘.
Zweitens hat der Energieerhaltungssatz hier genau gar nichts verloren, denn hier geht es gar nicht um Energie, sondern um Leistung und Kraft. Wobei natürlich Leistung und Kraft überhaupt nicht das gleiche ist und nur mittelbar etwas miteinander zu tun haben.
Drittens braucht man für das halten einer Last genau gar keine Leistung.

Du schmeißt hier wild irgendwelche Gleichungen durcheinander, nur weil irgendwelche Symbole gleich zu sein scheinen - es aber gar nicht sind. Vielleicht doch erst mal mit den Grundlagen beschäftigen?
Gruß
anf

#6

Watt?

#7

Welche Übersetzung hat das Ding?
Gruß
anf

#8

Reibung sorgt bei einer bewegten Masse für eine Kraft, die die Masse abbremst. Bezogen auf die Zeit in der die Energie abgebaut wird, ergibt sich eine Beschleunigung.

#9

Das ist ja das Problem. Die angegeben Leistung des Motors ist zu hoch, um diese Masse zu bewegen. Ein kleinerer Motor würde reichen.

Was ist denn Leistung? Klar geht es hier um den Energieerhaltungssatz. Um den Wagen zu bewegen, muss ich eine Energie aufbringen. Diese plus die Verluste muss ich in den Motor stecken.

Und schon gilt der Energieerhaltungssatz nicht mehr. Ich muss den Motor bestromen, damit dieser eine Kraft entwickelt, um das Gewicht zu halten. Ich lege also eine Spannung an und es fließt Strom durch den Motor.
P = U * I. Ohne U ist freier Fall angesagt.

Die Grundlagen der (klassischen) Physik bestehen aus nur 7 SI-Einheiten plus noch ein paar einheitenlose Variablen und Konstanten.
Da der Energieerhaltungssatz gilt, kann man mechanische Energie in eine elektrische umrechnen.
Ich kann das auch mit Differentialgleichungen machen. Da kommt aber das Gleiche raus.

Erklär mir mal ( mit Formel), was an meiner Überlegung deiner Meinung nach falsch ist.

Gruß
B

#10

Steht im Datenblatt.
1:265

#11

Das ist Unsinn, weil Du hier Leistung und Kraft in einen Topf schmeißt. Das eine hat mit dem anderen nichts zu tun.

Das geht mit einem Schneckentrieb völlig ohne irgendeinen Strom. Und der Wirkungsgrad ist in diesem Moment völlig unabhängig vom Strom gleich NULL. Die gesamte elektrische Leistung wird hier in Wärme umgewandelt!

Ja klar. Nur hat diese Energie genau nichts mit Leistung oder Kraft zu tun. Weil Dir jegliche Zeitangabe oder Höhe oder Geschwindigkeit fehlt, um da was zu rechnen.

Zu Deinem Motor:
380A*12V ergeben eine Leistungsaufnahme von 4560W. Was 6,2PS ergibt. Passt also.

Und nun noch den Wirkungsgrad berücksichtigen. Den kennt aber leider keiner und der ist auch noch abhängig von Last und Drehzahl und Temperatur. Da ist dann deshalb Ende der Rechnung.

Was das mit irgendeiner Energie zu tun hat ist mir völlig schleierhaft.
Gruß
anf

#12

Nö. Das ist die Übersetzung des Getriebes. Nicht die Übersetzung Drehzahl-Seilgeschwindigkeit. Die hängt übrigens von der aktuellen Lage des Seils auf der Rolle ab.
Gruß
anf

#13

Genau.
Gruß
anf

#14

Durchmesser Trommel 64 mm und Durchmesser Seil 9,5 mm steht da auch. Rechnen musst du schon selbst.
Die Zugkraft ist für die leere Trommel angegeben.

#15

Das Teil hat ein Planetengetriebe. Wenn ich die Räder zusammen schweiße brauchte ich auch keine Energie.
Es geht auch nicht mit jedem Schneckengetriebe. Das ist abhänging von der Art und Steigung der Verzahnung.

Wofür hat der Motor dann 6PS, wenn ich deiner Meinung nach keine Energie brauche.
Das ist völliger Schwachsinn.
Lassen wir mal das Getriebe weg und hängen 5Tonnen direkt an die Motorwelle.
Wenn man einen Leiter in einem Magnetfeld bestromt, entsteht eine Kraft, die abhänging vom Magnetfeld und dem Strom ist. Das Magnetfeld ist nicht bekannt aber konstant. Um die Kraft zu ändern, muss man den Strom ändern. Wieviel Strom ist notwendig, um eine Kraft zu erzeugen, die der Schwehrkraft, die auf das Gewicht wirkt, entgegen zu wirken. Dieser Strom mal die Spannung ist was, wenn Energie nichts mit Leistung oder Kraft zu tun hat.

Vergiss es einfach. Ich habe keine Lust, hier die Grundbegriffe der Physik herzuleiten. Ich bin raus hier.

#16

Oho. Da hat aber jemand in Physik nicht aufgepasst, hm?
Wieviel Energie steckst Du denn ins Gewicht hinein, wenn sich das gar nicht bewegt, hm? Und wo bleibt diese Energie dann, hm?

Genau.

Dünnes Eis. GAAAANNZ dünnes Eis.

Und Tschüss!
anf