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Autor Thema:   Flächenpressung zwischen Einschraubzapfen und Einschraubloch (1528 mal gelesen)
deadpool38
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MicrosoftPowerPoint-Prasentationneu2.png

 
Hallo Leute,

ich befasse mich derzeit mit folgendem Thema: Anziehdrehmomente für Hydraulikanschlüsse bei Hydraulikölbehältern aus Kunststoff (PA6)

Folgende Situation habe ich skizziert, um das Geschehen besser zu verstehen: Bild im Anhang.

Mich intressiert die Flächenpressung die zwischen dem Einschraubzapfen und dem PA 6 stattfindet.

Ich bin wie folgt vorgegangen:

1. Die Formel für Anziehdrehmomente bei Schraubverbindungen habe ich nach der Vorspannkraft umgestellt.
𝐹_𝑉𝑀=  𝑀_𝐴/(0,5 × 𝑑_2  ×[𝜇_𝑔𝑒𝑠×(1/(cos⁡(𝛽/2))+(𝑑_𝑤+𝑑_ℎ /(2×𝑑_2 ))+tan⁡(𝜑 ] )

2. Die Elemente der Formel bestimmt

3. Als Anziehdrehmoment ein Drehmoment von 28 NM(willkürlich) angenommen und die Vorspannkraft ermittelt

4. Flächenpressung mit der Formel p = Fvm / Akreisring

5. Akreisring ist die Fläche, die auf dem Bild grün markiert ist

6. Die zulässige Flächenpressung ist meine 3%-Dehngrenze, die ich aus dem Zugversuch ermittelt habe.


Ist mein Vorgehen so richtig? Weil ich kriege eine Flächenpressung von 200 N/mm² bei einem Anziehdrehmoment von 28NM raus, obwohl nur 46 N/mm² laut dem Zugversuch zulässig sind. Das liegt wohl daran, dass die Fläche, die vom Einschraubzapfen und dem Kunststoff eingeschlossen wird(grüne Fläche auf dem Bild), sehr klein ist. Oder ist mein Vorgehen falsch?
____________________________________________________________________________________________

Was passiert am O-Ring? Der O-Ring liegt ja auf der Fase und dichtet den Ölbehälter ab. Bei der Montage des Einschraubzapfens wirkt auf den O-Ring ja auch eine Druckkraft. Ist es die schon ermittelte Vorspannkraft der Schraubenverbindung? Und wie kann ich bestimmen wie stark der O-Ring verpresst wird? Denn bei einer zu hohen Verpressung des Querschnitts verliert er seine Dichtungsfunktion und bei einer zu niedriegen Verpressung sitzt er nicht richtig auf der Fase und dichtet somit auch nicht richtig ab. Woher krieg ich also diese Informationen?

Danke für jegliche Hilfe

Gruß

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N.Lesch
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WF 4

erstellt am: 06. Mrz. 2017 18:10    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für deadpool38 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,  willkommen bei CAD.de.

Ist der Behälter wirklich aus reinem PA 6 ? Das kann durch das Öl ziemlich aufquellen.
Ich denke schon daß Deine Rechnung richtig ist.  Ich würde einfach mit schiefe Ebene rechnen und die Reibung vernachlässigen. Ich nehme an dass der Einschraubbolzen aus CuZn ist da ist die Reibung auf Kunststoff gering.

Du hast ja schon so konstruiert, daß der O-Ring definiert zusammengedrückt wird. Das ist so auch richtig.
Die Maße für die O-Ring Nut kannst Du überall nachlesen.
Die Druckkraft für den O-Ring wird meistens vernachlässigt. Die kannst Du aber mit einer Presse ermitteln
oder aus dem Drehmoment der Schraube zurückrechnen.

Mit dem Metallbolzen kannst Du aber ganz leicht das Gewinde im Kunststoff herausreißen.
Also die Einschruablänge eintsprechend lang konstruieren.

------------------
Klaus

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deadpool38
Mitglied


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erstellt am: 07. Mrz. 2017 08:14    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo,

erstmal vielen Dank für die Antwort.

Ja das ist reines PA6. Das mit der schiefen Ebene habe ich nicht verstanden. Der Einschraubzapfen drückt ja mit seinem Auflagedurchmesser auf das Einschraubloch (auf dem Bild die grüne Fläche) und das ist ja eine ebene Fläche.

Da wo der O-Ring draufliegt, ist ja die schiefe Ebene bzw. die Fase mit den 15 °. Der Einschraubzapfen drückt somit erst auf den O-Ring und dann auf die schiefe Fläche.

Also kann man doch folgende 2 Situationen zusammenfassen:
1. Der Einschrauzapfen drück mit seinem Auflagedurchmesser bis zum Außendurchmesser des Einschraublochs (grüne Fläche)
2. Der Einschraubzapfen drückt den O-Ring auf die schiefe Ebene bzw. 15° Fase zusammen.

Die Maße des Einschraubzapfens, des Einschraublochs und des O-Rings sind genormt für die jeweiligen Größen.

Die Einschraubzapfen sind aus Stahl und galvanisch behandelt (genormt).

Wie kann man diese 2 Situationen miteinander kombinieren?

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N.Lesch
Moderator
Dipl. Ing.


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WF 4

erstellt am: 07. Mrz. 2017 21:49    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für deadpool38 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich meinte das Gewinde als schiefe Ebene rechnen.
Es gibt da auch eine spezielle Formel dafür .
Daraus ergibt sich dann die Axialkraft.
Es gibt für den O-Ring auch Einbaumaße für eine 45° Schräge.
Wenn Du den O-Ring axial zusammendrückst , mußt du einen festen
Anschlag einbauen.
Wenn Du Stahl in Kunststoff einschraubst, muß die Einschraublänge eben groß genug sein.
Ca. 3 mal Gewindegröße. 

------------------
Klaus

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Torsten Niemeier
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
Maschinenbau Ingenieur



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Beiträge: 3240
Registriert: 21.06.2001

"ZUSE I.36", 8 BIT, 32 Lämpchen, Service-Ölkännchen "ESSO-Super", Software: AO auf Kuhlmann-Parallelogramm-Plattform
** CSWP 04/2011 **
** CSWE 08/2011 **

erstellt am: 08. Mrz. 2017 01:56    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für deadpool38 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich sehe da eigentlich gar keine Einschraubung von Stahl in Kunststoff. 

Wie das jetzt mit der Mutter genau gedacht ist, verstehe ich allerdings auch nicht. 

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deadpool38
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erstellt am: 08. Mrz. 2017 15:21    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


MicrosoftPowerPoint-Prasentationneu2.png

 
Also das ist keine Verschraubung von Stahl auf Kunststoff. Der Einschraubzapfen ist aus Stahl und die Sechskantmutter ebenso.

Die Sechskantmuttern werden während der Rotation umschmolzen, um genau eben bei der Montage diese Einschraubzapfen aufzunehmen.

Die Einschraubzapfen werden beim Kunden montiert. Und die Einschraubzapfen sind mit einem O-Ring abgedichtet. Das heißt beim Anziehen des Einschraubzapfens drückt der Einschraubzapfen einerseits mit dem O-Ring auf die Fase vom Kunststoff und andererseits mit dem seinem Auflagedurchmesser auf den Kunststoff.

Also nur ein Teil des Schraubenkopfs drückt auf den Kunststoff (Kreisringfläche) und der O-Ring drückt auf die Fase (auch aus Kunststoff).

Kann man bei so einer Montage überhaupt als Kraft die Montagevorspannkraft nehmen?

Ein Bild im Anhang soll die Situation mal verdeutlichen.

[Diese Nachricht wurde von deadpool38 am 08. Mrz. 2017 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von deadpool38 am 08. Mrz. 2017 editiert.]

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N.Lesch
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Das funktioniert schon so.
Ich würde aber ein Drehmoment zum Anziehen des Einschraubzapfens angeben, weil die Werkzeuge ( Schraubenschlüssel ) für Stahl auf Stahl ausgelegt sind.
Das Anziehmoment brauchst Du schon wegen der Produkthaftung,
die meistens als juristische Absicherung benutzt wird.

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Klaus

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alex
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"Die Sechskantmuttern werden während der Rotation umschmolzen" ...

Als "TÜV-Prüfer" würd ich da gerne auch mal die Berechnung der "maximalen Ausreißkraft" der Sechskantmutter sehen. Diese ist dann hoffentlich um einiges größer als die Schraubenanzugskraft.

Interessehalber:
Das sind spezielle Sechskantmuttern zum Umspritzen?


Gruß Alex

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N.Lesch
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Es gibt tatsächlich spezielle Einschraubbuchsen, die halten das
volle Drehmoment eine Stahlschraube 8.8 aus.

Bei PA 6.6 GF 30 oder ähnlichem Material.

------------------
Klaus

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alex
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Hallo Klaus,

ich kenn Tappex & Co. Aber eine spezielle Sechskantschraube zum Umspritzen hab ich noch nicht gesehen.
Konstruktiv hatte ich aber schon Vierkantmuttern verwendet, die ich dann in Kunststoffteile eingeschoben habe (nicht umspritz).

z.B.
https://www.kvt-fastening.de/Produkte/marken/tappex/


Gruß Alex

[Diese Nachricht wurde von alex am 08. Mrz. 2017 editiert.]

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deadpool38
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IMG_0035.JPG

 
@alex

Hi,

ich nenn dir mal ein Beispiel einer Sechskantmutter. Zum Beispiel wird eine Sechskantmutter M12x1,5 nach der DIN ISO 4035 genormt (aus Edelstahl) während der Rotation umschmolzen.

Das Resultat sieht folgendermaßen aus > Anhang

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