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Hallo!

Eigentlich sollte ich es selbst wissen/können, aber es ist schon lange her wo ich das gelernt habe.
Und leider schaffe ich das auch Mithilfe meiner Bücher und google nicht.

Ich will auf ein Rohr mit 500mm Durchmesser und 3mm Wandstärke (Alu Rp0,2=240n/mm²) mit einem Seil 6mm aufspulen.
Kraft im Seil 150kg.
Jetzt will ich natürlich wissen ob mir die Seilkraft das Rohr zusammenquetscht.

Es kommen meherere Seillagen drauf, aber das sollte ja egal sein da dann aja auch mehr Material da ist.
Also wenn mans für eine Umschlingungn rechnet und es passt muss es für n Umschlingungen auch passen.

Habt ihr da vielleicht Tips und/oder Formeln die hier weiterhelfen?

Danke im voraus.

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Auf die Schnelle fand ich nur das hier: http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum223/HTML/000490.shtml

Also erst mal wird die Kraft in N oder kN angegeben.

Zur Klarstellung: Du wickelst ein Seil auf eine Trommel mit einer konstanten Vorspannung von ca. 1500 N ?

Dann hat danach die ganze Wicklung diese Spannung. Da ist dann die Zahl der Wicklungen schon entscheidend.

Aus der tangentialen Spannung am Umfang kannst Du einen Druck auf das Rohr errechnen  ( bei einer dünnen Wicklung mit der Kesselformel )und dann mit der Formel in o.g. Link weitermachen.

Suchbegriffe sind: Pressverbund, dickwandige Rohre, Knicken und Beulen.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15
Konstruktion mit Kunststoff

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Möglicherweise wäre es sinnvoll, Euler und Eytelwein zu befragen, ob sich die Vorspannung wirklich gleichmäßig über die gesamte Wicklung verteilt.

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Gruß, Carsten

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Hallo!

Danke schon mal!
Also ich nehme immer der schlimmsten Fall an, also immer volle Spannung im Seil (1500N).

Aber so recht komme ich noch nicht hin.

mfg

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Meiner Einschätzung nach wäre es nicht korrekt, die volle Spannung im gesamten aufgewickelten Seilstrang anzunehmen. Deshalb mein Hinweis auf die Seilreibungsformel nach Euler-Eytelwein weiter oben. Es sei denn Überdimenionierung spielt im konkreten Anwendungsfall keine Rolle. Dann wäre Deine Annahme sicherlich ausreichend.

Praktikables Beispiel: Wäre die Spannung in einem Seil, das ein Schiff an der Kaimauer halten soll und das dazu mehrfach um einen Poller gewickelt wurde, überall gleich, könnte ein Mensch das Seil nur bei kleinen Schiffen halten, da jegliche Zugkräfte verursacht durch das Schiff ohne Verluste bis zum Menschen durchgeleitet würden. Tatsächlich aber fällt es bei mehrfach umschlungenen Halteseil sehr leicht, auch ein großes Schiff zu halten, da nennenswerte Verluste in Form von Reibkräften auftreten. Nennenswert insofern, da Euler-Eytelwein die e-Funktion bemühen. Oftmals genügen wenige Umschlingungen, um sämtliche vom Seileinlauf kommenden Kräfte vom Seilausgang fernzuhalten, und damit sehr wahrscheinlich auch deren auf die Seiltrommel wirkenden Normalkräfte, so meine Einschätzung.

Was würde das für Deine Überlegung bedeuten? Mehrere Seillagen bedeuten beim Auf-/Abspulen nichts weiter, als das der kraftbelastete Seileinlauf an jeder Stelle der Seiltrommelbreite sein kann. Die unmittelbar an den Seileinlauf anschließenden "Seilstücke" werden wohl nahezu die gesamte theoretische Normalkraft auf die Trommel wirken, alle weiteren "Seilstücke", ja sämtliche anderen Seillagen wirken lediglich mit ihrer Gewichtskraft auf die Trommel. Mit "Seilstücke" meine ich den Teilbereich des Seilbeginns, der nach Euler-Eytelwein noch nennenswerte Kräfte auf die Trommel übertragen kann. Wie gesagt, e-Funktion am Werk, das geht vermutlich flott in den Keller.

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Gruß, Carsten

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Also überdimensionieren mag/soll ich in konkret diesem Fall nicht, aber ich denke mir folgendes.
Ich brauche nur eine einzige Seillage annehmen.

Also ich stelle mir einen Kreisring vor (D=500, d=494, s=6mm).
Und der muss den 1500N (im kompletten Seil) aushalten.
Und jedes dieser Segmente muss das können weil der Seileinlauf variert.

mfg

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@Carsten, Du liegst hier falsch. Bei der Seilreibung da ist nach 3 Umschlingungen Schluß. Das stimmt schon.

Ich verstehe die Eingangsfrage so, daß z.B. ein Kran 150 kg hebt und sich das Seil um eine Trommel wickelt. Wenn da mit Vorspannung aufgewickelt wird, dann bleibt die erhalten. Warum soll die sich abbauen.

Der Sinn der Frage war doch ob die Trommel sich beult. Da muß man von der größten Belastung ausgehen.
Und da hat das Seil dann überall die gleiche Spannung aus der sich ein Druck von außen ergibt.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15
Konstruktion mit Kunststoff

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Hallo,

ich kenne dieses Problem aus meiner Tätigkeit bei einem Elektromaschinenbauer. Dort haben wir ähnliche Probleme mit Läuferwicklungsköpfen gehabt. Diese werden, z. B. mit Glasfaserbandagen (früher mit Drahtseilen), gegen Abheben durch Fliehkraft bandagiert. Dabei wird das Bandagenband mit Vorspannung aufgebracht. Die erforderliche Lagenanzahl und Bandagenbreite wurde entsprechend der Fliehkraftbelastung ermittelt und der Wicklungsträger (Rohr oder "Hamsterkäfig") gegen die dabei entstehende Druckkraft ausgelegt. Es kam schon mal bei falscher Auslegung vor, dass das Rohr einbeulte! Bei sehr dicken Bandagen wurde in mehreren Schritten bandagiert. Dabei wurde die Vorspannungskraft von Lage zu Lage reduziert, um eine relativ gleichmäßige Bandagenbelastung zu bekommen.

Da es sich bei Seilen etwas anders verhält, vielleicht hilft dir ja dieser alte Artikel weiter:
http://www.imw.tu-clausthal.de/fileadmin/Bilder/Forschung/Publikationen/Mitt_1999/99_04.pdf

Gruß
Alex

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@Clinton: Es geht hier nicht um die klassische Seilreibung, sondern um Druck von außen auf ein Rohr, hervorgerufen durch ein aufgewickeltes Seil.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15
Konstruktion mit Kunststoff

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Hallo,

der Dubbel (google) liefert unter den Suchbegriffe Trommelwanddicke und Ernst eine
Berechnungsformel für das Aufwickeln von belasteten Seilen auf Trommelzylinder.

Mit freundlichen Grüßen
Karsten

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Zitat:

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Original erstellt von Clinton:
Genau DAS ...

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IMHO eben nicht.

Wenn unter Spannung aufgewickelt wird, ist die Spannung überall und summiert sich Windung für Windung. Wie und warum und wohin soll sich die Spannung abbauen, solange die Zugkraft an beiden Enden bestehen bleibt?

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Roli  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

[Diese Nachricht wurde höchstwahrscheinlich nach ihrer Erstellung von Doc Snyder noch ein Mal editiert.]

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Das ist ein guter Hinweis Roland und zeigt auch, warum mein Denkansatz nicht korrekt war: Das Seil wird von Anfang an unter Spannung aufgewickelt. Diese Spannung bleibt erhalten (wo soll sie auch hin). Aus mir inzwischen entfallenem Grund ging ich davon aus, dass die Trommel bereits einige Seillagen aufweist, bevor die Zugkraft am Seilanfang eingeleitet wird - was natürlich so nicht der Praxis entspricht.

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Gruß, Carsten

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Hallo!

Habe es jetzt mit den Dubbel Formeln berechnet und das sollte halten!

Danke für die Hilfe

mfg

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Hallo,

Alurohr 500x3 mit 1,5kN Seilspannung... Rillen sind bei der Wandstärke nicht drin...  Was passiert zB wenn das Seil sich auf der Trommel kreuzt? Abenteuerlich.

Ich vermute bei vorliegender Aufgabe Beulen als Versagenskriterium. Dies wird bei Ansatz nach Ernst allerdings nicht wirklich berücksichtig. Da die Ansätze aus dem Kranbau kommen, wo deutlich anderen Druchmesser/Wandstärkeverhältnisse und der Werkstoff Stahl angesagt sind, ist das generell mit Vorsicht zu geniessen.

Auf keinen Fall sind die Kesselformeln gültig! Diese gelten ausschließlich bei Innendruck.

Grüße,

Gollum

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Zitat:

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Original erstellt von carsten-3m:
..., dass die Trommel bereits einige Seillagen aufweist, bevor die Zugkraft am Seilanfang eingeleitet wird, ...

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... dürfte aber meist der Fall sein.

Allein aus Sicherheitsgründen sollte man den Endschalter des Hubwerks so einstellen, dass immer einige Windungen bleiben, denn die Umschlingung einer Trommel ist die sanfteste und sicherste Art, eine Längskraft in ein Seil einzuleiten. Für diese wenigen Windungen gilt dann auch der Ansatz nach Eytelwein, denn zumindest beim Auflegen ist das Seil ja unbelastet.

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Roli  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

[Diese Nachricht wurde höchstwahrscheinlich nach ihrer Erstellung von Doc Snyder noch ein Mal editiert.]

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Hallo!

Also Beulen und eben Trommelwanddicke sind rechnerisch okay.
Da es eben aufs Gewicht ankommt wird das knapp ausgelegt.

Biegung/Torsion ist überhaupt kein Thema bei den geringen Kräften.

Also wirds jetzt einmal so gefertigt.
Wenns nicht hält schiebe ich es einfach auf euch 

mfg

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Seilkraft.pdf

Hallo,

ich habe auch eine ähnlich Frage zu dem Thema Seil um ein Rohr.
Bei mir wird ein Seil auf einer Trommel umgelenkt und ich möchte diese Trommel gerne mit FEM berechnen, müsste aber wissen, wie die Kräfte an der Trommeloberfläche wirken. Leider gibt es hierzu zwei Meinungen bei mir in der Firma.

Zum einen wirkt die Kraft konstant auf der Oberfläche und zum anderen hat Sie bei 0° und 90° den Wert Null und erreicht das maximum bei 45° (siehe Anhang)

Hätte jemand eine Idee, welche variante die richtige ist?

[Diese Nachricht wurde von FlorianR am 31. Jan. 2012 editiert.]

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Warum soll da bei 45° ein Maximum sein ?

Das gibt es nicht. Wenn sich die Trommel und das Seil nicht bewegen und die Spannung im Seil fast gleich ist, dann muß das obere Bild ziemlich zutreffen. Ob die Radialkraft an den Endpunkten sprunghaft ansteigt wie im Bild oder mit einer Schräge, ist ein Fall für die Philosophen. 

Falls da ein Drehmoment übertragen wird, wäre die Seilspannung zwischen den Endpunkten ansteigend oder abfallend. Aber auf keinen Fall in der Mitte ein Maximum.

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Klaus

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Kann mir schon vorstellen warum die Idee mit dem Maximum unter 45° aufgekommen ist. Da wurde angenommen, dass unter dem Winkel unter dem die resultierende Kraft wirkt auch ein Maximum auftreten muss.

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Servus!
         
Rainer

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