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Hallo,

trotz suchens im Forum habe ich leider noch keinen Ansatz zur Lösung meines Problems gefunden.
Wir haben eine Maschine entwickelt bei der ein Werkstückträger mit 500min-1 rotiert. Da nicht sicher ausgeschlossen werden kann dass sich das Werkstück mit seiner Masse von 20kg löst, sollen vier Sicherheitsbleche (1000mm x 1000mm) eine Schutzkabine darstellen.
Mit der Drehzahl und der Masse kann ich nun die kinetische Energie ausrechnen, aber wie komme ich dann schlußendlich auf die passende Materialstärke?

LG Zebra

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Hallo Zebra, willkommen bei CAD.de. 

Es gibt 2 Möglichkeiten für dieses Problem. Energieerhaltungssatz und IMpulserhaltungssatz.

Mit der Fluchtgeschwindigkeit bist Du scho mal ganz richtig für den Energieerhaltungssatz.

Wenn das Werkstück im günstigsten Fall in der Mitte des Schutzbleches auftrifft, gibt es nach und  übt eine bremsende Kraft aus. über die Kraft und den Weg kommst Du zur Bremsenergie.  Ist ganz einfach zu rechnen, geht genau wie bei einer Feder die Energie speichert.

Ich fürchte aber das größte Problem ist die Schutzbleche zu befestigen.
Auf jeden Fall sollte alles möglichst zäh sein, damit der Bremsweg möglichst lang ist.

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Klaus

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Das ist eigentlich nur die halbe Wahrheit...

Ein 20kg schweres Handtuch, daß vor die Blechwand geklatscht wird, hat etwas andere Auswirkungen als eine 20kg schwere Kugel aus Wolframbronze oder eine 20kg schwere Glas-Karaffe.
Heißt: Es kommt ganz maßgeblich auf die Auftrefffläche und auf das Verformungsverhalten des Projektils an, hat also grundsätzlich wehrtechnische Ansätze.
Die Hersteller von Einhausungen für Werkzeugmaschinen sollten hier die richtigen Ansprechpartner sein. Auch wenn man die Einhausung nicht dort kaufen möchte, so sollte ein entsprechendes Gespräch doch zumindest Aufschluß über die erforderliche Vorgehensweise liefern.
Mit dem möglichst langen Bremsweg gehe ich nicht ganz konform, da sich eine Person ja auch dicht hinter dem Schutzblech aufhalten könnte.

Gruß, Torsten

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Schau Dir mal Aluminiumschaumplatten an. Die sind sehr leicht, halbwegs bezahlbar, und ballistisch geprüft... will heißen, der Hersteller weiß, was sie aushalten, und kann Dir auch wirklich weiter helfen.

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Cheers,
    Jochen

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Metallschäume sind nicht ganz billig.

http://www.industrieanzeiger.de/home/-/article/12503/28926963/Schaumschlagen-geh%C3%B6rt-k%C3%BCnftigzur-hohen-Kunst-des-Konstruierens/art_co_INSTANCE_0000/maximized/

Es geht doch um eine Werkzeugmaschine die kann bisschen was wiegen. Es geht um Energieaufnahme und da ist zäher Stahl am besten.

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Klaus

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Vielen Dank für die bisherigen Antworten.
Metallschäume sind für uns noch zu experimentell. Wir würden gerne einen Ansatz mit einem möglichst schlagzähem Werkstoff (bezahlbare Materialvorschläge sind willkommen ) weiter verfolgen.
Da unser Werkstück sehr kompakt und zudem aus gehärtetem Werkzeugstahl besteht würde ich dessen Verformung eher vernachlässigen.
Ein Vorschlag aus der Konstruktion war eine Auslegung als Schneidwerkzeug- Sprich man nehme die kleinste mögliche "Schnittlinie" ermittelt die aus der kinetischen Energie erzeugte Schnittkraft und dimensioniert die Blechdicke gegen Durchstanzen.
Wie seht Ihr diesen Ansatz

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Am zähesten ist Stahl, wie ich oben schon schrieb.

Das bleibt er auch über 20 Jahre, wenn nicht die Befestigung durchrostet.

Das mit dem Durchstanzen funktioniert doch  nur bei sehr hohen Geschwindigkeiten oder bei einem Gegenhalter wie im Stanzwerkzeug.

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Klaus

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HAllo Gemeinde.

Zebra Schreibt:

Zitat:

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...seiner Masse von 20kg löst..

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Damit errechnet sich ein Volumen von ca. 2547cm^3
Das ergibt wiederum eine Kugel von ca. 170mm Durchmesser oder einen Würfel mit ca. 136,5mm Kantenlänge.

Ein Körper mit 0,008kg und einer Fläche von ca. 0,063cm°2 und einer Energie von 640J durchschlägt 3mm Stahlblech ohne zu zögern.
Jetz kommt es darauf an, mit welcher Geschwindigkeit klatschten die 20kg auf das Blech?
Bei der Kupel vergrößert sich die Trefferfläche sehr rasch und die Energie wird umgesetzt.
Bei dem Würfel und einem idealem Auftreffen mit der Ecke sieht der Fall  ganz anders aus. Im ersten Moment=> Menge Energie auf einem Punkt => Loch.
Anschliesend wandeln der Energie zum Reißen des Bleches entlang der Kanten. => Aber bei 3mm Stahlblech kein Durchschlag.

Als Idee was großzügig ausgelegt dem nahe kommt:
Stahlbau=> Beulen von Trägern um die Kräfte an den Plattenränder auszurechnen.
Analogie zum Verfahren des Teifziehens von Blechen.

Gruß
ThoMay

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FestigkeitbeiAufprallbeanspruchungen.pdf

Hallo,

hatte in der Vergangenheit einen ähnlichen Fall. Damals hatte mir dieser Bericht weitergeholfen (s. Anhang).

Gruß
Alex

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Zitat:

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Original erstellt von ThoMay:
HAllo Gemeinde.
Ein Körper mit 0,008kg und einer Fläche von ca. 0,063cm°2 und einer Energie von 640J durchschlägt 3mm Stahlblech ohne zu zögern.

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Das wäre dann ein Draht mit 2,8mm Durchmesser und 161mm Länge.
Mag stimmen, die Konstellation ist aber wohl eher unrealistisch.
Ich schätze, Du meintest eher 0,63cm^2 und 9mm und eine Pistolenkugel mit Stahlmantel. Ich glaube das läßt sich auf ein Werkstück, welches im Normalfall nicht aerodynamisch geformt ist, kaum hochrechnen.

@Schmalex: Vielen Dank für den Bericht. Sehr aufschlußreich. Aber auch eher geeignet für den umgekehrten Fall, daß sich z.B. eine Wendeplatte löst oder der Fräser bricht.

Gruß, Torsten

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Hallo an alle fleißigen Helfer.

@Thorsten
Ja meinte ich.
Aber man lernt ja auch aus den Disskussionen im Heißen Eisen.

Wie man sieht kommen diejenigen welche, auch bei Nachkommastellen - Fehler, auf die entsprechende Lösung.

Das das Teil nicht aerodynamisch geformt ist, spielt dabei weniger eine Rolle.
Desdawegen die Unterscheidung Kugel und Pyramide.

Am besten trifft es der Bericht von Alex.

Gruß
ThoMay

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Hab' noch das hier gefunden:

http://de.wikipedia.org/wiki/Panzerformel

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