Geschwindigkeiten und Dämpfungskräfte in Gabeln

[MoP__]

Gleich vorneweg, ich bin weder Ingenieur noch waren meine Physiknoten die besten

Allerdings will ich mich aus Spaß an der Freude an einer (Gabel-) Dämpfung versuchen.
Für die Auslegung derselben bräuchte ich aber gängige Geschwindigkeiten, die vom Kolben erreicht werden. Federweg soll 200mm sein.
Mit der ein oder anderen Milchmädchenrechnung (die ich hier lieber nicht einstelle) bin ich auf 10-15m/s maximal gekommen. Das wäre ein stumpfer Drop aus 5m Höhe oder ein 20cm Hindernis bei 60km/h (ohne Dämpfung oder Feder).

Wie sind die Dämpferkonstanten ausgelegt?
D.h. wie viel Kraft stellt ein gängiger Dämpfer solchen Bewegungen entgegen?
Langsamere Bewegungen ergeben sich aus dem linearen Zusammenhang von Geschwindigkeit und Kraft automatisch.
Denn ich werde prinzipbedingt Druckstufe und Zugstufe nicht voneinander trennen können. Bestenfalls eine Low-/Highspeed Unterteilung ist machbar, aber schwierig.

Und noch etwas:
Kann ich eine durchschnittliche Gabelfeder mit ca. 8N/mm annehmen?

 

[TZR]

Federhärten: http://www.foxracingshox.com/fox_tech_center/owners_manuals/09/Ger/Content/Gabeln/40/40.htm

 

[cocoon4life]

wichtig ist ob du eine oder zwei federn verbauen willst..
nur als beispiel, wenn du schon so fragst:
die alten 888 laufen mit 2 federn (außer ata) und dort war die weiche härte 2,7NM und die harte 3,7NM.
anders muss es sich natürlich bei nem "ein-federsystem" verhalten, das sieht man auch an den zahlen:
weich: 5,4NM
hart: 7,7NM

der vergleich passt also hervorragend...

zu den einzelnen geschwindigkeiten der kolben kann ich nichts sagen, das ist mir noch nie irgendwo in schrift und text über den weg gelaufen...

 

[MarioJaneiro]

je langsamer die einfederbewegung, um so weniger stark fällt deine dämpfung aus.
um was geht es dir in deiner frage, und den querschnitt der bohrungen wo das öl fließen muss? oder um die druckdifferenz vor und hinter einer bohrung?

 

[RedSKull]

je langsamer die einfederbewegung, um so weniger stark fällt deine dämpfung aus.

Ist aber nicht proportional zueinander!

 

[MoP__]

je langsamer die einfederbewegung, um so weniger stark fällt deine dämpfung aus.
um was geht es dir in deiner frage, und den querschnitt der bohrungen wo das öl fließen muss? oder um die druckdifferenz vor und hinter einer bohrung?

Bei mir wird weder Öl noch Gas die Dämpfung bewirken.
Es soll eine Wirbelstromdämpfung werden. Da ist Geschwindigkeit und Kraft proportional.
Ich muss aber erstmal die aufzubringenden Kräfte wissen, damit ich die Durchführbarkeit abschätzen kann.

Ich könnte das vielleicht über die Energie angehen.

Es wiegen Rad + Fahrer zusammen 100kg.
Weiter wird eine Fallhöhe von 2,5m ins Flat auf Beton angenommen. (Ja, die Auslegung einer Dämpfung nach Drophöhe ist zweifelhaft )
Damit beträgt die Geschwindigkeit am Ende des Falls recht genau 7m/s

Vorsicht! Ab jetzt wird es abenteuerlich...

Nach E = 1/2 m * v²
haben Fahrer und Rad dann eine kinetische Energie von 2500J = 2500 (kg*m²)/s²

diese soll innerhalb des Federwegs von 0,2m umgewandelt werden.
An der Gabel dürften ca. 40% Energie (1000J) aufgenommen werden, der Rest am Hinterbau.

Der Fahrer hat selbst auch noch ca. 30cm "Federweg". Für diese 80kg kann man also insgesamt 0,5m annehmen.

Da E = F (Kraft) * l (Weg)
Ist die gesuchte Kraft F(Fahrer) = (800kg*m²/s²) / 0,5m = 1600N
und F(Bike) = (200kg*m²/s²) / 0,2m = 1000N
F(ges) = F(Bike)+F(Fahrer) = 2600N

Es müssen von der Gabel über den Federweg von 0,2m durchschnittlich 2600N Widerstand entgegengesetzt werden.
Davon werden bei einer Federhärte von 7N/mm im Mittel 700N von der Feder aufgebracht.

Daher muss die Dämpfung 1900N Widerstand bieten.
Einiges habe ich aber nicht berechnet.

1. Die Reifen dürften zusätzlich ca. 3-4cm zum Federweg beitragen
2. Die ein- oder andere Sprungtechnik (s.Trial) dürfte die Kraft durch Erhöhung des Weg verringern (auf dem Hinterrad landen)
3. 2,5m Flat sind eine Hausnummer
4. Man schlägt kaum im 90° Winkel ein, sondern bewegt sich ja meist vorwärts.

Ich bitte um Korrektur, wenn das grober Unfug ist.
Kann man sich überhaupt mit 1600N mit den Armen abstützen?

 

[jan84]

Willst du das ganze mit einem Linearmotor machen oder erst in ne Rotation wandeln und dann einen normalen E-Motor nehmen. In beiden Fällen kann ich dir sagen, dass die Dämpfung sehr schwer wird (kg-Bereich) und dann hast du noch keine Feder und keine Beschlatung. Zug und Druckstufe musst du getrennt voneinander auslegen, da kann schon ein Faktor >4 dazwischen liegen.
Schnapp dir evtl. mal ein Buch/Uni-Script zum Thema Schwingungstechnik bzw. Dynamik (Technische Mechanik 3), wenn ein paar physikalische Grundlagen da sind kannst dir da das Handwerkszeug für einfache Betrachtungen in dem Bereich rausziehen.

grüße,
Jan

 

[theobviousfaker]

Bei mir wird weder Öl noch Gas die Dämpfung bewirken.
Es soll eine Wirbelstromdämpfung werden. Da ist Geschwindigkeit und Kraft proportional.
Ich muss aber erstmal die aufzubringenden Kräfte wissen, damit ich die Durchführbarkeit abschätzen kann.

Wirbelstrom klingt interessant. So spontan kann ich aber nicht abschätzen ob das von der Größenordnung her machbar sein könnte ohne weiteres "zähes" Medium.

...
Vorsicht! Ab jetzt wird es abenteuerlich...

Nach E = 1/2 m * v²
haben Fahrer und Rad dann eine kinetische Energie von 2500J = 2500 (kg*m²)/s²

Tatsächlich abenteuerlich Deine E-Formel nimmt konstante Geschwindigkeit an, bei einem Drop beschleunigst du aber kontinuierlich. Die Werte dürften also weit daneben liegen.

diese soll innerhalb des Federwegs von 0,2m umgewandelt werden.
An der Gabel dürften ca. 40% Energie (1000J) aufgenommen werden, der Rest am Hinterbau.

Der Fahrer hat selbst auch noch ca. 30cm "Federweg". Für diese 80kg kann man also insgesamt 0,5m annehmen.

Das wird denke ich auch nicht funktionieren. Man hat zwar mit Armen und Beinen mehr Federweg aber das ganze ist mit dem Fahrrad zusammen kein zweistufiges System (1. Stufe Federwegsausnutzung "Mensch", 2. Stufe "Bike") sondern wird höchstwahrscheinlich nichtlinear miteinander korrelieren weil beide Federwege gleichzeitig genutzt werden.

Da E = F (Kraft) * l (Weg)
Ist die gesuchte Kraft F(Fahrer) = (800kg*m²/s²) / 0,5m = 1600N
und F(Bike) = (200kg*m²/s²) / 0,2m = 1000N
F(ges) = F(Bike)+F(Fahrer) = 2600N

Es müssen von der Gabel über den Federweg von 0,2m durchschnittlich 2600N Widerstand entgegengesetzt werden.
Davon werden bei einer Federhärte von 7N/mm im Mittel 700N von der Feder aufgebracht.

Daher muss die Dämpfung 1900N Widerstand bieten.

Hm. Zuerst: Bei 20cm sollte die Feder 1400N "aufnehmen" können, oder?
Ansonsten: Die Feder steht mit 1400N dem Einfederweg entgegen. Sie nimmt keine Energie auf, das macht so keinen Sinn. Man müsste als die 2600N die der Drop erzeugt mit den 1400N der Feder gegenrechnen. Übrig bleiben 1200 (abgesehen davon, dass die Zahlen so wohl nicht stimmen habe ich sie der Klarheit zuliebe halber einfach mal übernommen).

Die Dämpfung allein agiert im System als Energieabsorber. Sie nimmt die gesamten 2500J des Drops alleine auf. Die Feder federt ja, gell und gibt die Energie ans System beim ausfedern wieder zurück.

Einiges habe ich aber nicht berechnet.
1. Die Reifen dürften zusätzlich ca. 3-4cm zum Federweg beitragen

Ja, aber beachte: Federn. Keine Dämpfer!

4. Man schlägt kaum im 90° Winkel ein, sondern bewegt sich ja meist vorwärts.

Irrelevant! Das ist doch Mittelstufenphysik Die Bewegung des Fahrrads lässt sich in X-Richtung (senkrecht zur Gravitation, also geradeaus durch die Luft) und in Y-Richtung (in Richtung der Gravitation, also nach unten) aufteilen und beeinflussen sich in der Geschwindigkeit nicht.
Einfaches Beispiel: Man lässt einen Ball aus Höhe a (ein Tisch) einfach fallen und dann lässt man ihn vom Tisch rollen sodass er die Flugbahn deines Fahrrads mimt in beiden Fällen wird (fast*) exakt gleichschnell auf dem Boden laden.
*fast? Luftwiderstand! Spielt aber in unserem Fall keinerlei Bedeutung und darf getrost vernachlässigt werden, selbst wenn man es ingenieurstechnisch korrekt durchrechnet.

Ich bitte um Korrektur, wenn das grober Unfug ist.
Kann man sich überhaupt mit 1600N mit den Armen abstützen?

Bitteschöööön Ich erhebe keinen Anspruch auf völlige Korrektheit und habe mich vielleicht auch irgendwo verheddert.
1600N in den Armen abstützen... hmm. Statisch nicht jeder (ich kann keine 160kg heben!) aber dynamisch, das heißt für einen kurzen Moment, halte ich das für durchaus realistisch. Wobei das wohl schon ein heftiger Durchschlag oder ein fetter Drop mit Starrgabel wäre

 

[jan84]

Bis zu nem gewissen Punkt kannst du das Bike als Zweimassenschwinger rechnen (da kannst dich bei Fahrwerksliteratur vo KFZ bedienen, Reifen als Feder, Dämpfung kannst für die meisten Reifen und Luftdrücke ignorieren). Wenn der Punkt überschritten wird und der Fahrer bzgl. der Fahrwerksarbeit "ins Spiel kommt", bist du mit analytischem Rechnen und meines Wissens nach auch mit dem Stand der Forschung am Ende . Hier kommt dann Try & Error.
Zu elektrodynamischen Stoßdämpfern findet man ein bisschen was im Netz, evtl. in ne Unibibliothek oÄ. mit Zugriff auf IEEE & Konsorten setzen.

grüße,
Jan

 

[MoP__]

Tatsächlich abenteuerlich Deine E-Formel nimmt konstante Geschwindigkeit an, bei einem Drop beschleunigst du aber kontinuierlich. Die Werte dürften also weit daneben liegen.

Aber es zählt nunmal die Endgeschwindigkeit bei der Landung. Und die sollte stimmen.

Hm. Zuerst: Bei 20cm sollte die Feder 1400N "aufnehmen" können, oder?
Ansonsten: Die Feder steht mit 1400N dem Einfederweg entgegen. Sie nimmt keine Energie auf, das macht so keinen Sinn.

Die Feder hat ja nicht von Anfang an 1400N. Der erste Milimeter nur 7N, für den zweiten 14N usw. Da hab ich einfach die Mitte genommen.
Und natürlich nimmt eine Feder diese Energie auf.
Mechanische Uhrwerke wären sonst nicht möglich.
Von der erneuten Abgabe beim Ausfedern will ich ja gar nicht reden.
Ob es den Fahrer hinterher in die Botanik kickt ist mir erstmal egal

Irrelevant! Das ist doch Mittelstufenphysik Die Bewegung des Fahrrads lässt sich in X-Richtung (senkrecht zur Gravitation, also geradeaus durch die Luft) und in Y-Richtung (in Richtung der Gravitation, also nach unten) aufteilen und beeinflussen sich in der Geschwindigkeit nicht.

Stimmt. Bestenfalls eine geneigte Landung hätte da wohl Einfluss drauf.

Willst du das ganze mit einem Linearmotor machen oder erst in ne Rotation wandeln und dann einen normalen E-Motor nehmen. In beiden Fällen kann ich dir sagen, dass die Dämpfung sehr schwer wird (kg-Bereich) und dann hast du noch keine Feder und keine Beschlatung. Zug und Druckstufe musst du getrennt voneinander auslegen, da kann schon ein Faktor >4 dazwischen liegen.

Ich will ja gar nichts mit Strom machen. Einfach Kupferrohr und drin laufen Permanentmagneten auf und ab.
Die Feder ist dann auf der anderen Seite der Gabel.

Das mit Zug- und Druckstufe ist ein echtes Problem.
Darum kümmere ich mich, sobald ich weiß ob es überhaupt für eine vernünftige Druckstufe reicht. Vielleicht eine Luftunterstützung.
Was wird denn in der Regel größer dimensioniert?

Zusätzlich ist mir eingefallen, dass die Dämpfungskraft nicht über den Weg konstant bleibt. Denn die Geschwindigkeit nimmt ja währenddessen ab. Da müsste wohl integriert werden, das krieg ich aber nicht mehr auf die Reihe.

Experimentell haben übrigens 2 Neodym Magnete mit 12mm Durchmesser und 30mm Länge einen Widerstand von etwa 0,6N (Eigengewicht).
Das Rohr ist 15x1 und aus Kupfer.
Fallgeschwindigkeit war 0,05m/s.

Sehr auffällig ist, dass sich die Fallzeit mehr als verdoppelt (12x10mm) und je nach Magnettyp fast vervierfacht (12x30mm), wenn man 2 Magete anstatt sie zusammenzuhängen gegen die Abstoßungskraft miteinander verklebt (das Beispiel ist mit verklebten Magneten).
Lediglich bei 4mm dünnen Magneten war der Effekt nicht vorhanden.
Möglicherweise erhöht sich im Bereich der Verklebung die Flussdichte im Rohr durch Ablenkung des Magnetfelds.
Zusätzlich entstehen durch diese Technik zwei Wirbelstromkreise anstatt einer, dadurch ist die jeweilige Leiterschleife kürzer und es fließt mehr Strom. Daraus resultiert dann ein stärkeres induziertes Magnetfeld und stärkere Abbremsung.

Ergebnis bei 7m/s wären 84N Kraft. Also wenigstens eine Größenordnung zu wenig.
Prüfen werde ich mal:
- mehr Magneten verkleben
- ein zusätzliches Rohr über das innere schieben
- Durchmesser von Rohren und Magneten erhöhen
- Anordnungen mehrerer kleiner Magnete in dünnen Rohren nebeneinander.
- Goldrohre oder Supraleiter benutzen...äh...achso... nein.

 

[Schwatzwild]

Wer hat Dir denn überhaupt diese Angaben zukommen lassen?

 

[wiesi991]

zu den kräften - in irgendeiner bikebravo haben sie mal ein D2-Messgerät an einen rahmen drangehängt der danach einen 4m-drop gesprungen worden ist - allerdings nicht ins flat - da sind auch kraftkurven mit drinnen - ich schau heut mal, ob ich die zeitung finde

edit: war ein bigdrop in der ausgabe 05/07 - spitzenbelastungen um die 7,5g bei der landung - rückenmessgerät zeigt ca. 100kg belastung an, die füße werden ca. mit 550kg belastet

ich hoffe das hilft dir weiter...

 

[theobviousfaker]

Aber es zählt nunmal die Endgeschwindigkeit bei der Landung. Und die sollte stimmen.

Hoppla, stimmt. *peinlich*

Die Feder hat ja nicht von Anfang an 1400N. Der erste Milimeter nur 7N, für den zweiten 14N usw. Da hab ich einfach die Mitte genommen.
Und natürlich nimmt eine Feder diese Energie auf.
Mechanische Uhrwerke wären sonst nicht möglich.
Von der erneuten Abgabe beim Ausfedern will ich ja gar nicht reden.
Ob es den Fahrer hinterher in die Botanik kickt ist mir erstmal egal

Wieso die Mitte? Halbe Federwegsausnutzung bei 2,5m drop ins flat? Habs noch nicht verstanden wie du es meinst.
Ja temporär nimmt die Feder die Energie auf. Wenn du erstmal nur die Druckstufe betrachtest dann ist es in Ordnung.

Stimmt. Bestenfalls eine geneigte Landung hätte da wohl Einfluss drauf.

Nicht nur bestenfalls. Die Freeride-Sprünge über 10, 20, 30, 40, 50m Distanz sind nur möglich weil eben die Landung mehr oder weniger genau in Flugrichtung geneigt ist. Bei gebauten Sprüngen ist die Landung bei bestimmten Geschwindigkeiten so optimal, dass man selbst mit nem (starren) BMX meterweit durch die Luft fliegen kann und bei der Landung nicht viel zu tun hat

Ich will ja gar nichts mit Strom machen. Einfach Kupferrohr und drin laufen Permanentmagneten auf und ab.
Die Feder ist dann auf der anderen Seite der Gabel.

Damit wirst du wohl nicht genügend Kraft aufbringen können durch Wirbelströme. Aber das berechnest du ja gleich selbst

Das mit Zug- und Druckstufe ist ein echtes Problem.
Darum kümmere ich mich, sobald ich weiß ob es überhaupt für eine vernünftige Druckstufe reicht. Vielleicht eine Luftunterstützung.
Was wird denn in der Regel größer dimensioniert?

Zusätzlich ist mir eingefallen, dass die Dämpfungskraft nicht über den Weg konstant bleibt. Denn die Geschwindigkeit nimmt ja währenddessen ab. Da müsste wohl integriert werden, das krieg ich aber nicht mehr auf die Reihe.

Integrieren ist auch keine Hexerei. Das Problem ist wohl eher ein passendes System zu finden. Gerade da kommen ja Geschichten wie die altbekannten Shims bei Öldämpfungen ins Spiel.

Experimentell haben übrigens 2 Neodym Magnete mit 12mm Durchmesser und 30mm Länge einen Widerstand von etwa 0,6N (Eigengewicht).
Das Rohr ist 15x1 und aus Kupfer.
Fallgeschwindigkeit war 0,05m/s.

Sehr auffällig ist, dass sich die Fallzeit mehr als verdoppelt (12x10mm) und je nach Magnettyp fast vervierfacht (12x30mm), wenn man 2 Magete anstatt sie zusammenzuhängen gegen die Abstoßungskraft miteinander verklebt (das Beispiel ist mit verklebten Magneten).
Lediglich bei 4mm dünnen Magneten war der Effekt nicht vorhanden.
Möglicherweise erhöht sich im Bereich der Verklebung die Flussdichte im Rohr durch Ablenkung des Magnetfelds.
Zusätzlich entstehen durch diese Technik zwei Wirbelstromkreise anstatt einer, dadurch ist die jeweilige Leiterschleife kürzer und es fließt mehr Strom. Daraus resultiert dann ein stärkeres induziertes Magnetfeld und stärkere Abbremsung.

Ergebnis bei 7m/s wären 84N Kraft. Also wenigstens eine Größenordnung zu wenig.
Prüfen werde ich mal:
- mehr Magneten verkleben
- ein zusätzliches Rohr über das innere schieben
- Durchmesser von Rohren und Magneten erhöhen
- Anordnungen mehrerer kleiner Magnete in dünnen Rohren nebeneinander.
- Goldrohre oder Supraleiter benutzen...äh...achso... nein.

Ist die Verklebung bei so starken Magneten dauerhaltbar? Meine Erfahrung ist, dass die Magneten sehr spröde sind und wahnsinnig leicht zerbrechen. Mit den Anziehungskräften die sie generieren reißen sie auch ständig irgendwelche Kleber bei mir ab. Beim Dauerbetrieb in einer Federgabel und auch noch gegen die Polung verklebte Magneten.. puh. Ok es gibt ne Menge heftige "Industriekleber" an die ich so nicht ohne weiteres rankomme, aber Probleme damit würde ich nicht unbedingt ausschließen. Besser wären vielleicht eine Art fester "Container", ein Käfig aus Stahl oder Alu.
Generell klingt das ganz aber auch wahnsinnig schwer. Hier kann man ja prinzipbedingt nicht sparsam mit schweren Materialien sein. Da wird ne Stahlfeder auf der Federseite wohl noch zum "Leichtbauteil" der Gabel.

 

[Grashalm]

Bei mir wird weder Öl noch Gas die Dämpfung bewirken.
Es soll eine Wirbelstromdämpfung werden. Da ist Geschwindigkeit und Kraft proportional.
Ich muss aber erstmal die aufzubringenden Kräfte wissen, damit ich die Durchführbarkeit abschätzen kann.

Ich könnte das vielleicht über die Energie angehen.

Es wiegen Rad + Fahrer zusammen 100kg.
Weiter wird eine Fallhöhe von 2,5m ins Flat auf Beton angenommen. (Ja, die Auslegung einer Dämpfung nach Drophöhe ist zweifelhaft )
Damit beträgt die Geschwindigkeit am Ende des Falls recht genau 7m/s

Also ich komme auf 5m/s bei 2m Fallhöhe. Fahrergewicht spielt keine Rolle.
Oben am Drop hat der Biker eine potentielle Energie von m*g*h. Kurz vor dem Aufschlag hat sich diese Energie in kinetische Energie gewandelt von m*v².
Also: m*g*h=m*v²
Die Masse kürzt sich heraus.
Es bleibt für die max. Fallgeschwindigkeit: v=Wurzel(g*h) [m/s]

Die Federkonstante einer Gabelfeder kannste du z.B so bestimmen:
Das Bike parallel zum Boden mit dem VR auf eine Waage stellen und draufsetzen. Jetzt kennst du die vordere Achslast in Kg-> nach Newton umrechnen.
Dann den Negativfederweg (sag) messen.
Die Federkonstante kannst du nun bestimmen aus: k=Achslast/sag [N/mm]

Die Dämpfungskraft bei konstantem Dämpfungsfaktor ist:
F=Dämpfungsfaktor*Einfedergeschwindigkeit

 

[MoP__]

Erstmal herzlichen Dank für das Interesse

Wer hat Dir denn überhaupt diese Angaben zukommen lassen?

Welche denn?
Die Angaben von den Magneten habe ich selbst gemessen.

Wieso die Mitte? Halbe Federwegsausnutzung bei 2,5m drop ins flat? Habs noch nicht verstanden wie du es meinst.

Neuer Ansatz.
Die Energie einer Feder ergibt sich aus E= 1/2 D * s²
Daher komme ich bei obiger Feder auf eine Energieaufnahme von 140J. Das verteilt auf 0,2m Strecke macht eine durchschnittliche(!) Kraft von 700N. Die ist halt am Anfang schwächer und am Ende stärker.
Deshalb nimmt eine lineare Feder 3/4 der Energie auch erst in der zweiten Federwegshälte auf. Die Energie bildet übrigens die Fläche unter der Federkennlinie, da sieht man das grafisch.

Ist die Verklebung bei so starken Magneten dauerhaltbar? Besser wären vielleicht eine Art fester "Container", ein Käfig aus Stahl oder Alu.
Generell klingt das ganz aber auch wahnsinnig schwer.

Momentan sind sie mit Sekundenkleber verklebt. Allerdings haben die sich schon zweimal verselbständigt.
Ein Käfig wäre ungünstig, weil es sehr stark auf die Nähe des Magneten zur Rohrwand ankommt. Dann eher Ringmagnete, die miteinander verschraubt werden.
Schwer ist das durchaus. Dazu kommt die Tatsache, dass das alles kaum in existente Gabeln integriert werden kann. Da wird es dann schon schwierig.

Ein grober Überschlag ergibt für eine Dämpfung von 1700N bei 7m/s eine Magnetmasse von 1,2kg und (wegen paralleler Anordnung) 50-60(!)mm Standrohre .
Falls mir nichts effizienzsteigerndes einfällt wird es wohl bei den Rechnungen bleiben...

Oben am Drop hat der Biker eine potentielle Energie von m*g*h. Kurz vor dem Aufschlag hat sich diese Energie in kinetische Energie gewandelt von m*v².

Die kinetische Energie ist aber 1/2*m*v².
Daher kommen bei 2,5m Höhe 7m/s heraus.

 

[Grashalm]

Die kinetische Energie ist aber 1/2*m*v².
Daher kommen bei 2,5m Höhe 7m/s heraus.

Gut aufgepasst

 

[theobviousfaker]

Neuer Ansatz.
Die Energie einer Feder ergibt sich aus E= 1/2 D * s²
Daher komme ich bei obiger Feder auf eine Energieaufnahme von 140J. Das verteilt auf 0,2m Strecke macht eine durchschnittliche(!) Kraft von 700N. Die ist halt am Anfang schwächer und am Ende stärker.
Deshalb nimmt eine lineare Feder 3/4 der Energie auch erst in der zweiten Federwegshälte auf. Die Energie bildet übrigens die Fläche unter der Federkennlinie, da sieht man das grafisch.

Jo, stimmt.

Momentan sind sie mit Sekundenkleber verklebt. Allerdings haben die sich schon zweimal verselbständigt.
Ein Käfig wäre ungünstig, weil es sehr stark auf die Nähe des Magneten zur Rohrwand ankommt. Dann eher Ringmagnete, die miteinander verschraubt werden.

Hm. Wie wärs mit einem "Käfig" der nur zwei Streben hat, gegenüberliegend. Das könnte man dann auch gleich zur Führung der Konstruktion benutzen. Die Streben auf ein paar schönen Nadellagern laufen lassen.
Äh, was Ringmagnete angeht verlässt mich grad mein Wissen. Entweder machen Ringmagnete Wirbelströme besser oder schlechter... irgendwas war da doch?

Schwer ist das durchaus. Dazu kommt die Tatsache, dass das alles kaum in existente Gabeln integriert werden kann. Da wird es dann schon schwierig.

Ein grober Überschlag ergibt für eine Dämpfung von 1700N bei 7m/s eine Magnetmasse von 1,2kg und (wegen paralleler Anordnung) 50-60(!)mm Standrohre .
Falls mir nichts effizienzsteigerndes einfällt wird es wohl bei den Rechnungen bleiben...

Passt doch! Damit bist du deiner Zeit höchstens ein Stück voraus. Ich seh schon ne Fox 60 vor meinem geistigen Auge...

 

[MoP__]

Äh, was Ringmagnete angeht verlässt mich grad mein Wissen. Entweder machen Ringmagnete Wirbelströme besser oder schlechter... irgendwas war da doch?

Frag mich nicht. Da bin ich Expermentalphysiker

Jedenfalls sollten die Feldlinien möglichst senkrecht zur Bewegungsrichtung stehen.
Wäre da nicht diametrale Magnetisierung von Vorteil?
Ich will eigentlich nicht alle Größen und Arten von Magneten durchprobieren.