Hallo Akazie,

ich fürchte, du hast meine Beiträge in den falschen Hals bekommen.
Bitte lies sie noch mal durch. Ich biete durchaus Lösungen an.

In deiner Tabelle rechnest du fälschlich Fn = Fa/sin(a/2). Hab gerade noch mal nachgesehen: Buddy hatte schon die richtige Formel angegeben: Fn = Fa x sind (a/2).

Über die Variable a brauchen wir nicht streiten. Ich habe sie für den halben Keilwinkel verwendet, statt wie ihr für den ganzen. War dumm von mir, die Verwirrung hätte ich uns ersparen können.

Wenn du deine Tabelle mit der richtigen Formel noch mal rechnest, kommen ganz andere Spaltkräfte heraus.

Die Näherungen kannst du lassen wie sie sind,
oder in der Spalte H schreiben : =GRAD(ARCTAN(G4/F4))
und in Spalte I schreiben : =SIN(BOGENMASS(H4))
die Formeln gelten dann auch für größere Winkel bis 90° (a/2 = 90°). Ändert aber wie gesagt bei kleinen Winkeln nicht viel.

Wenn du als nächstes andere Keilwinkel einsetzt, wirst du feststellen, dass der gleiche Spalter mit größerem Keilwinkel immer besser wird, und das Maximum bei einer flachen Platte (Winkel = 90°) statt einem Keil erreicht.

Leider sagt die Berechnung für einen Keilwinkel nichts aus, weil sie nur für den Moment im Spaltvorgang gilt, in dem das zerplatzende Holz genau den gleichen Winkel wie der Keil hat.

Interessant wäre dagegen der Moment, in dem der Spalter die maxiamle Kraft aufbringen muss. Dieser Moment lässt sich leider ohne Versuche nicht abschätzen.
Mit Versuch und Fehler hat das nichts zu tun. Um überhaupt rechnen zu können braucht man Ausgangsdaten.
Eine "Spaltformel" in voller Allgemeinheit lässt sich nicht ableiten, weil die Holzklötze zu viele unterschiedliche Eigenschaften haben können. Selbst wenn es diese Formel gäbe, bräuchte man Messdaten, um sie in die Formel einzusetzen, damit man später für einen beliebigen Klotz Werte ausrechnen kann.

So bleibt nur ein Versuch, um Ausgangswerte zu erhalten.
Hat man diese Ausgangswerte, kann man auch mit einfachen Mitteln eine grobe Schätzung für andere Holzklötze mache.

VG,
Manfred

Hallo Holzers,

ich habe das Gefühl, die Diskussion entwickelt sich in die falsche Richtung,
ich will keine Holzklötze, wie auch immer geartet, miteinander vergleichen. Desalb muß ich Annahmen treffen, welche da sind Spalter verändert sich und Holzklotz bleibt gleich Mir ist durchaus bewusst, daß dies nur eine theoretische Annahme ist. Um Vergleiche zu treffen brauche ich aber einen Fixpunkt. Bitte versucht dies in eure Gedanken einfliesen zu lassen.

Gruß

Akazie

Hallo noch mal,

ich kann es nur noch mal sagen:
Bei alleiniger Betrachtung des Spalters ist der einzige Fixpunkt die Maximalkraft des Hubzylinders.

Die Rechnung mit verschiedenen Keilwinkeln zeigt nur, dass die Kraftübertragung effizienter wird, je größer der Keilwinkel ist. Am besten ist die Kraftübertragung dann, wenn der Hubzylinder per Platte auf das Holz drückt.
Das hilft bei der Keiloptimierung leider nicht.

Außerdem kann man grob abschätzen, dass ein "Keil" mit gewölbter Oberfläche (wie die Unterlegkeile für Anhänger) besser ist als ein normaler Keil.

Alle weiteren Designfragen bzgl. des Keils lassen sich rechnerisch nur beantworten, wenn man ein Modell eines Holzklotzes entwirft, und dieses mit verschiedenen Keilformen verrechnet. Das würde Simulationsrechnungen erfordern, die für diesen Zweck völlig überzogen sind.

Tut mir leid, aber ist leider so.

VG,
Manfred

Hallo Manfred,

ich denke ich werde mal meine Kollegen in der Grundlagenentwicklung mit dem Problem betrauen. Vielleicht findet Einer Zeit sich mal etwas damit zu beschäftigen.

Vielleicht kommt ja was raus dabei. Kann ja nur besser werden.


Gruß

Akazie

Hallo,

hiermit nehme ich alle bisher von mir gemachten Aussagen zurück.
Mein Ansatz war falsch, weil ich die einfachen Verhältnisse der Schiefen Ebene auf den Keil übertragen habe.

Das Thema hat mir keine Ruhe gelassen, und nach kurzer Diskussion mit Herrn Rudin von Swissmem Berufsbildung wurde mir mein Fehler klar.
Ich bitte an dieser Stelle nochmals um Entschuldigung für meine Aussagen im ersten Beitrag, und Danke Herrn Rudin für seine Erläuterung.

Das Entscheidente ist, dass sich die Kraft Fa auf 2 Normalkräfte auf beiden Seiten des Keils aufteilt.
Durch diese gegenläufige Wirkung der Normalkräfte können mit kleinerem Keilwinkel sehr hohe Kräfte aufgebaut werden.

Anbei ein File, das den Ansatz erklärt. Wichtig ist dabei nur Fn. Fr bezieht sich hier auf eine Bewegung in die 3te Raumrichtung.

Die Formel ist: Fn = Fa / ( 2 x sin (a/2) )

@akazie: Dein Ansatz war deutlich besser als meiner! Ich bitte auch dich um Entschuldigung.

Je schmaler also der Keil, desto besser die Spaltwirkung.

Bleibt noch das Problem, dass der Kolben gemäß der Hebelgesetze mit schämlerem Keil einen längeren Weg zurücklegen muss, um den Klotz zu spalten.
Jetzt kann man darüber nachdenken, die Spaltzeit über die Keilform zu optimieren. Ich muss mir das mal durch den Kopf gehen lassen.

VG,
Manfred

Hallo Manfred,

find ich Klasse deine Antwort, spricht für Dich, daß du dich selber auf den Prüfstand stellst.

Doch zum eigentlichen Thema zurück. Ich denke mein Excel-File ist bis max. 45° Keilwinkel/2 zu gebrauchen, wenn auch nicht realistisch. Was ich für sinnvoll halte wäre eine "Datenbank" mit den Werten zu füllen, nur so kann ich was die Kräfte angeht die schwarzen Schafe markieren.

Wenn wir eine breitere Datenbasis bekommen können wir dann auch den "guten" Keilwinkel etwas näher beschreiben. Denn wie bereits mehrmals bemerkt die hydraulische Kraft allein ist von geringer Aussagekraft.

P.S.
Schaut euch/dir bitte nochmal die Datei an, damit wir ggf. notwendige Ergänzungen vornehmen können.

Gruß

Akazie

Hallo,

ich habe mal die korrigierten Formeln in das File eingefügt,
und eine Tabelle Spaltkraft über Keilwinkel erstellt.
Die Maximalkraft des Hubzylinders (Fa) kann beliebig eingegeben werden.

Glücklich bin ich mit der Lösung aber noch nicht, weil das Problem der Momentbetrachtung bleibt. Die Rechnung würde nur gelten für den Augenblick, in dem das Holz genau den Winkel des Keils hat.

Die wirklich nötige Maximalkraft lässt sich so immer noch nicht abschätzen.

VG,
Manfred