Zamak-Gewichtsboden: Warum die Stehauf-Sparbüchse steht

Eine Stehauf-Sparbüchse richtet sich auf, weil ihre Masse tief sitzt, nicht weil das Teil schwer ist. Eine Schale aus Zink-Druckguss mit einem 12 mm dicken Zamak-Gewichtsboden leistet diese Arbeit: Bei 6,6 g/cm³ packt die Legierung Masse in den Bodenquerschnitt, und das Fertiggewicht von 300 ± 10 g liegt unter der Schaukelfläche. Das Gesamtgewicht allein erklärt daher wenig.

Masse tief, Schwerpunkt unter der Kurve

Die Sparbüchse schaukelt auf einem gewölbten Boden. Kippen Sie sie, verschiebt sich der Berührpunkt, die Masse steigt, und die Schwerkraft zieht sie zurück. Eine Rückstellung erfolgt nur, solange der Schwerpunkt unter dem Mittelpunkt des Bogens liegt, innerhalb des Schaukelradius. Wandert dieser Punkt über die Kurve, wird aus demselben Kippen ein Umfallen.

Dichtes Metall im 12 mm dicken Bodenquerschnitt kauft diese Reserve genau am tiefsten Punkt der Schale. Die 1,2–1,5 mm dicken Wände darüber tragen wenig zum Gesamtgewicht bei. Dieselbe Masse höher platziert ergibt mehr Gewicht ohne mehr Standsicherheit.

Schwerpunkt, nicht Gesamtgewicht

Die 300 ± 10 g sind eine Vorgabe, kein Ziel, das nach oben verfolgt wird. Wo diese Masse sitzt, zählt mehr als die Frage, wie viel davon vorhanden ist. Gewicht im Boden senkt den Schwerpunkt; Gewicht in der Schale hebt ihn und verbraucht die Reserve für eine Rückstellung. Die Zamak-5-Legierung mit 6,6 g/cm³ macht diese bodenlastige Auslegung praktikabel, weil ein 12 mm dicker Querschnitt echte Masse trägt, ohne dass eine dickere Wand dahinter nötig ist.

Zwei Teile können beide in diesem Band liegen und sich unterschiedlich verhalten. Das eine mit Masse im Boden richtet sich aus einem härteren Stoß wieder auf. Das andere mit schwerer oberer Schale kann im Regal gut aussehen und den Kipptest trotzdem nicht bestehen. Beurteilen Sie zuerst den Schwerpunkt, dann das Gesamtgewicht.

Warum der Gewichtsboden gegossen und nicht eingelegt wird

Der Gewichtsboden wird im selben Schuss wie die Schale gegossen, in Zamak 5 nach ASTM B86 AC41A. Kein Stahlstück sitzt darin, und keine Tasche wartet auf eines. Ein eingelegtes Gewicht braucht einen Hohlraum, der es hält, und eine Sicherung gegen Verrutschen; beides bringt eine Toleranzkette zwischen Einlage und Schale. Jede davon ist eine Stelle, an der die Balance driftet.

Ein Schuss hält die Masse zudem dort, wo die Zeichnung sie vorsieht. Der 12 mm dicke Zamak-Gewichtsboden ist ein Formmerkmal, jedes Teil erbt also dieselbe Geometrie und dieselbe Dichte. Ein separates Gewicht kann etwas zu hoch oder etwas zu tief sitzen, und eine Sparbüchse, die auf der Werkbank bestanden hat, besteht im nächsten Lauf vielleicht nicht. Das Gießen nimmt diese Variable an der Quelle heraus.

Was die Münzfüllung mit der Balance macht

Eine leere Sparbüchse ist der einfache Fall. Werfen Sie 200 Münzen durch den Schlitz, setzen sie sich über dem Gewichtsboden ab, und das hebt den gemeinsamen Schwerpunkt. Der Gewichtsboden muss die gefüllte Schale trotzdem zurückbringen. Ein dünner Gewichtsboden und eine schwere obere Schale beginnen dann zu kippen und bleiben gekippt.

Die Prüfung ist aus diesem Grund auf 200 Münzen festgelegt. Münzen stapeln sich, wo sie auftreffen, die Last bildet also keinen sauberen Ring am Boden. Einige liegen höher als andere, und der Schwerpunkt wandert mit. Eine Sparbüchse, die mit 200 Münzen im Inneren zurückkommt, hat Reserve für die Art, wie eine echte Sparbüchse gefüllt wird; eine, die nur leer zurückkommt, hat keine.

Wie die Prüfung abläuft

Stellen Sie die Sparbüchse auf eine ebene Fläche, kippen Sie sie auf 20° und lassen Sie los. Ein korrektes Teil schwingt über den Loslasspunkt hinaus, hält kurz an und kommt aufrecht zurück. Wiederholen Sie den Lauf leer und erneut mit 200 Münzen im Inneren. Ein bestandener Leerlauf ist kein Bestehen, denn der leere Lauf lässt die Masse aus, die später über dem Gewichtsboden sitzen wird.

Protokollieren Sie Winkel, Last und Ergebnis auf dem Prüfblatt. Ein Stoß von 20° ist eine Prüfung, keine Aussage darüber, wie hart ein Kind die Sparbüchse anstößt. Der Winkel liefert eine wiederholbare Eingangsgröße, die ein Teil mit Reserve von einem trennt, das gerade noch zurückkommt.

Ergänzen Sie die Zeichnung um diese Zeilen: Bodenquerschnitt 12 mm, Fertiggewicht 300 ± 10 g und ein Rückstelltest bei 20° mit 200 Münzen im Inneren. Bestätigen Sie anschließend den Bodensitz nach der CNC-Bearbeitung, denn ein Schnitt, der tiefer läuft als die Zeichnung, nimmt Masse am tiefsten Punkt weg.