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Bild1.png

Hallo zusammen,

ich bräuchte Hilfe bei den Berechnungen für einen Gewindestift ISO 7435//DIN 417 M6 x 16 in einer Reibkupplung (siehe Anhang).
Ich muss alle auf den Gewindestift wirkenden Belastungen, Festigkeitsnachweise etc. berechnen. Leider stehe ich hier ein bisschen auf dem Schlauch... Wäre super wenn mir jemand diesbezüglich weiterhelfen könnte.

Danke im Voraus!

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Welche Belastungen hast du denn schon gefunden?

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Soweit ich weiß sichert der Gewindestift die Welle gegen axiales Verschieben. Also müsste auf jeden Fall schonmal Beanspruchung auf Abscheren auf den Gewindestift wirken.

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Ich hoffe, das Drehmoment wird über eine Passfeder o.ä. aufgenommen und nicht nur über den Gewindestift.
Heutzutage nimmt man eher Gewindestifte mit Innensechskant DIN 915.
Rechts unten ist am feststehenden Teil der Bund zu lang dargestellt; das Lager würde sich so gar nicht verschieben lassen.

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Gert Dieter 

Warum einfach, wennŽs auch kompliziert geht?

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Ehrlich gesagt weiß ich gar nicht welche Belastungen genau auf den Gewindestift wirken und welche Formeln ich für die Berechnungen verwenden muss. Ich meine gelesen zu haben, dass Stiftverbindungen die hauptsächlich zur Lagesicherung von Bauteilen dienen, wie Bolzen berechnet werden müssen...

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Zitat:

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Ehrlich gesagt weiß ich gar nicht welche Belastungen genau auf den Gewindestift wirken und welche Formeln ich für die Berechnungen verwenden muss

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1. Schritt:
Wie funktioniert das Teil?
Welche Kräfte/Lasten werden wo eingeleitet?-->Kräfte freimachen!!

2.Daraus resultierende Momente herleiten.

3. die hatte ich im Studium verwendet...

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Mal wieder so ne theoretische Uni-Geschichte um Studenten zu quälen. Als Praktiker aus dem Kupplungsbau würde ich folgende "unklare" Stellen anmerken:
- linke Welle (möglicherweise Abtrieb) kann achsial aus der Maschine wirkende Kräfte über Scherstift und geschlossene Konuskupplung (achsiale Reibkräfte) bis in die rechte Welle leiten.
- die Betätigung über den Innenring des Kugellagers halte ich zumindest für unglücklich. Unter Dauerlast (dauernd eingeschaltete Kupplung) würden 3 lokal begrenzte radial nach außen wirkende Kräfte (aus den Hebeln) auf den Innenring wirken. Je nach Größenordnung würde die einem Gleichdick ähnliche Verformung des Innenrings das Lager schädigen können.
- der Runddrahtring rechts auf dem Innenmitnehmer kann wohl kaum als vernünftige Verschiebebegrenzung für die Schaltmimik dienen. Beide haben im Betrieb Realativdrehzahl zueinander.
- Lagesicherung der inneren Bauteile, also derjenigen auf dem rechten Wellenende, ist nicht dargestllt und damit unklar. Erforderlich ist sie unbedingt, da die Schaltkräfte achsial auf diese Bauteile wirken werden.

Letzendlich halte ich die sichere Auslegung des Scherstifts unter den vorhandenen Angaben für nicht durchführbar. Gibt es noch uns unbekannte Hinweise auf das Umfeld? Rein aus der Kupplung so wie dargestellt wirken auf den Scherstift vermutlich Umfangskräfte in Größenordnung des übertragbaren Drehmoments der Kupplung, begünstigt durch die üblicherweise spielbehaftete Passfederverbindung und, wenn auch in sehr viel geringerem Ausmaß, Achsialkräfte hervorgerufen durch den ein wenig nach rechts auf seine Fixanlage rutschenden Reibkonus beim Einschalten der Kupplung.

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Gruß, Carsten

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Meiner Meinung nach, kann man nichts mehr tun, als die maximale Abscherkraft des Gewindestiftes zu Berechnen...

Nicht nur das die Konstruktion positiv ausgedrückt ziemlich kreativ ist und ich mir nicht mal sicher wäre, ob das Teil überhaupt in der Praxis funktioniert, sind sogar noch Fehler in der Zeichnung... Darunter sogar Dinge, welche einem das Verständnis der Funktion unnötig erschweren. ( Position 1 ist im geöffneten Schnitt total daneben... )

Wenn die Profs. ihren Stundenten solchen Käse vorlegen, brauchen die sich ja nicht wundern, wenn die später selbst mit solchen Montagskonstruktionen ankommen.

Grüße,

Gollum

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

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Zitat:

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Original erstellt von carsten-3m:
Mal wieder so ne theoretische Uni-Geschichte um Studenten zu quälen.

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Zitat:

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Original erstellt von Ing. Gollum:
Wenn die Profs. ihren Stundenten solchen Käse vorlegen, brauchen die sich ja nicht wundern, wenn die später selbst mit solchen Montagskonstruktionen ankommen.

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Kann ich nur bestätigen! Und der Gewindestift wäre das letzte, was ich an der Konstruktion berechnen würde. Den würde ich über den Daumen auslegen.
Was die übrigen konstruktiven Details betrifft, haben meine Vorredner auch vollkommen recht.
Den Thread kannste Deinem Prof mal unter die Nase reiben.

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Gert Dieter 

Warum einfach, wennŽs auch kompliziert geht?

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Zitat:

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Original erstellt von carsten-3m:
- Lagesicherung der inneren Bauteile, also derjenigen auf dem rechten Wellenende, ist nicht dargestllt und damit unklar. Erforderlich ist sie unbedingt, da die Schaltkräfte achsial auf diese Bauteile wirken werden. ...

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Wieso? Die axial beweglichen Elemente Kegelscheiben 4 und der Doppelkegelring 5 sind über die Hebel 6 abgestützt im Bolzen 15 und den geschlitzten Einstellring 9 in einem geschlossenen Kraftfluss in der rechten Kupplungshälfte 1 fixiert.
Die Schalteinheit aus 6, 7 und 8 wird über die Zapfen 8 außerhalb der Darstellung durch das Schaltgestänge geführt.

Zitat:

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Original erstellt von carsten-3m:
- der Runddrahtring rechts auf dem Innenmitnehmer kann wohl kaum als vernünftige Verschiebebegrenzung für die Schaltmimik dienen. Beide haben im Betrieb Realativdrehzahl zueinander. ...

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Tatsächlich ist der Runddrahtring nicht zur Aufnahme von Kräften geeignet, aber diese dürften dort nie auftreten, da sie durch das Schaltgestänge über die Zapfen 8 beschränkt sein müssen.  D.h. der Runddrahtring dient allein der Sicherung gegen Auseinaderfallen der demontierten Kupplung. Im Betrieb erreicht Teil 7 niemals den Runddrahtring. Daher sind auch die Relativbewegungen unproblematisch, da ohne Kontakt.

Zitat:

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Original erstellt von carsten-3m:

Letzendlich halte ich die sichere Auslegung des Scherstifts unter den vorhandenen Angaben für nicht durchführbar. ...

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Auch dem kann ich nicht ohne weiteres zustimmen. Ohne dass man es in der vorliegenden Darstellung exakt erkennen kann dürfte es sich bei der Wellenaufnahme des Gewindestiftes nicht um eine Bohrung, sondern eine Art quer liegende kurze, der Zylinderform folgende Passfedernut handeln (Fingerfräser, da keine Bohrspitze), die eine kleine rotatorische Beweglichkeit des Gewindestiftes relativ zur Welle zulassen könnte und nur die axiale Lage einpasst. Damit wäre dann, wie es allein sinnvoll ist, die Übertragung des Torsionsmomentes nur durch die Passfeder realisiert. Der Gewindestift muss dann lediglich den von außen über die Zapfen 8 eingeleiteten Schaltkräften beim Einschalten der Kupplung entgegenwirken und ist damit eindeutig berechenbar

Zitat:

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Original erstellt von Hohenöcker:
... Den Thread kannste Deinem Prof mal unter die Nase reiben.

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Warum nicht? Das erheitert die Gemüter nach der allseitigen Professorenschelte.
Nein, die Aufgabe ist nicht von mir, aber sie hat etwas! 

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"Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist."  (Stanislaw Jerzy Lec)

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Ich habe zwar keinen blassen Dunst von MB-Konstruktion, aber das sieht für mich abenteuerlich aus. Sehe ich das richtig, dass eigentlich die komplette Kupplung mit diesem Spielzeugzapfen des Gewindestiftes axial gesichert werden soll? Die max. axiale Kraft tritt ja nur auf, wenn die Kupplung durch das Schaltgestänge geschlossen wird, aber wie lange soll der Zapfen das mitmachen? Gerade weil das Drehmoment durch die Passfeder übertragen wird, die naturgemäß ein Einbauspiel in der Nabennut hat, das sich immer bei Drehrichtungsumkehr bzw. Lastwechsel bemerkbar macht. Das geht auch an der Linienberührung des Zapfens in der ( von Prof.W. vermuteten ) Nut nicht spurlos vorbei. Zumal ich auch noch vermute, dass sich die Stiftschraube ohne zusätzliche Sicherung lösen wird, gerade durch diese Querbewegung. Davon mal abgesehen: die Welle ist schon durch die Passfedernut geschwächt, jetzt kommt noch eine Schwächung mit Kerbwirkung durch eine zusätzliche Nut hinzu. Das ist praxisfern. Hinzu kommt noch: auch daran denken, dass das wieder demontiert werden muss. Das geht nicht ohne ..., wenn die Oberfläche der Welle beschädigt ist. Aber wenn man partout das mit einem Gewindestift machen will: genau mittig auf der Passfeder anordnen. Und warum ist in der Zeichnung die Welle horizontal getrennt? Neue Norm? Berechnen: die zulässige Abscherkraft und mit der axialen Kraft beim Schalten der Kupplung vergleichen. Oder??

[Diese Nachricht wurde von weisbescheid am 14. Nov. 2012 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Wyndorps:

Wieso? Die axial beweglichen Elemente Kegelscheiben 4 und der Doppelkegelring 5 sind über die Hebel 6 abgestützt im Bolzen 15 und den geschlitzten Einstellring 9 in einem geschlossenen Kraftfluss in der rechten Kupplungshälfte 1 fixiert.
Die Schalteinheit aus 6, 7 und 8 wird über die Zapfen 8 außerhalb der Darstellung durch das Schaltgestänge geführt.

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Das ist ja alles schön und gut, hilft aber nicht, wenn Pos.1 nicht axial auf der rechten Welle fixiert ist.

Ulrich

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Danke schonmal für alle Antworten!  

[Diese Nachricht wurde von studi88 am 14. Nov. 2012 editiert.]

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Also so wie ich das aus den Kommentaren herauslese geht es bei dem Gewindestift hauptsächlich um die Abscherkräfte?

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Danke für Deinen Input Paul, aber... 

Wie Ulrich schon richtig ergänzt hat, war natürlich die Lagesicherung der Gesamtheit innerer Bauelemente auf der rechten Welle gemeint.

Ist mir auch klar, dass der Runddrahtring eine Sicherung gegen Auseinanderfallen bei Transport/Handling ist, nur kann man das konstruktiv so lösen, dass ein mit dem Runddrahtring umlaufendes Bauteil (bspw. Lagerinnenring) an in anläuft und nicht, wie hier dargestellt, das Bauteil 7. Solche Schaltgestänge haben sicherlich im Neuzustand eine brauchbare Wegbegrenzung, aber glaub's mir, das Zeug leiert aus über die Jahre.

Deine Vermutung, der Stift rage in eine umlaufend angeordnete Nut, wird nur unzureichend durch die Zeichnung gestützt. Sowas lässt sich auch rund herstellen, ganz ohne Bohrerspitze.

Ich bleibe dabei: Das ist leider keine gute Zeichnung für eine Konstruktionsaufgabe, es sei denn, Darstellungsmängel sollten erkannt werden. Dafür taugt sie ohne Frage.

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Gruß, Carsten

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