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Autor Thema:  Biegung bei Schrauben (9289 mal gelesen)
alfisti
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erstellt am: 22. Aug. 2005 19:28    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,

wenn man bei Schraubenverbindungen die Mutter hydraulisch anzieht muss man das Anzugsgerät abstützen. Dadurch entsteht eine Reaktionskraft bzw. Querkraft. Hinzukommt aber noch, dass sich die Mutter dabei dreht.
Ein Korken den man beim Ziehen dreht, geht ja eigentlich auch leichter raus.
Ich kenne die Reibzahl, Vorspannkraft, Drehmoment und die Länge des Abstützarmes.

Aber wie kann man das Problem der Biegung lösen?

Wäre über jeden Ansatz und Vorschlag sehr dankbar.
Grüße


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eberhard
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erstellt am: 22. Aug. 2005 20:33    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von alfisti:

Aber wie kann man das Problem der Biegung lösen?


Nix verstehen   ?????

Wie meinst du das?

------------------
Freundliche Grüsse - Eberhard Willach

[Diese Nachricht wurde von eberhard am 22. Aug. 2005 editiert.]

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nschlange
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erstellt am: 22. Aug. 2005 21:24    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

eine Schraubenverbindung hydraulisch anzuziehen bedeutet nicht
das Anziehdrehmoment hydraulisch aufzubringen.
Statt dessen wird die Schraube hydraulisch gedehnt, die Mutter
handfest "angezogen" und dann die Schraube losgelassen.
Die Elastizität der Schraube erzeugt dann die Vorspannkraft.
Das Verfahren wird bei großen Schrauben verwendet, mit dem Nebeneffekt,
dass keine Torsionsspannung durch Gewindereibung im Schraubenschaft
entsteht.

Viele Grüße
nschlange

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eberhard
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erstellt am: 22. Aug. 2005 22:16    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo nschlange,

danke für die Erläuterung - das versteh auch ich 

Wie kann man sich eine solche Schraubvorrichtung praktisch vorstellen?

Was hat es dann mit der ursprünglichen Frage nach der Biegung auf sich?

------------------
Freundliche Grüsse - Eberhard Willach

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nschlange
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schraubenspann_typ1.gif

 
Hi,

ohne Werbung machen zu wollen: http://www.ws-tools.de/en/mrmetric/schraubenspann_main.html

Selbe Seite, noch besser: http://www.ws-tools.de/en/mrmetric/schraubenspann_prinzip.html

Viele Grüße
nschlange

[Diese Nachricht wurde von nschlange am 23. Aug. 2005 editiert.]

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eberhard
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erstellt am: 23. Aug. 2005 08:42    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo nschlange,

besten dank für die Erklärung - wieder was dazu gelernt!

Sehr interessante Technik

------------------
Freundliche Grüsse - Eberhard Willach

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Blizzard2
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FQ_Schraube.jpg

 
Hallo Alfisti,

bis jetzt dacht ich eigentlich auch nur an die geschichte wie nschlange sie so schön gepostet hat, hab mir aber überlegt wie du das machen willst...

hab mal eine kurze Skizze gemacht (keine Ahnung, ob du dir das wirklich so denkst). Meiner Meinung nach kommt die Querkraft durch verkanten des Werkzeuges zustande, was durch eine Zentrierung zu beheben wäre... wird wahrscheinlich nicht gehen, aber schaus dir mal an.

Gruß
Sebastian

------------------
1. Grundsatz: Es ist halt so
2. Grundsatz: ersten Grundsatz ignorieren und Gehirn einschalten 

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alfisti
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erstellt am: 23. Aug. 2005 16:36    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,

ok, war nicht eindeutig. Also, es handelt sich dabei um z. Bsp. Verschraubungen von Windkraftanlagen o.ä. Relevante Nenndurchmesser sind so M64 und die Muttern werden hydraulisch-drehend angezogen (so solls zumindest bei mir sein). Dann will ich die Biegung nicht verhindern sondern berechnen. Meine jetzigen Ansätze führten zu einem "Nein". In der Industrie heißts aber eher "Ja, kann sein". Mein Problem ist eher das Moment und die Reibung in der Drehbewegung richtig in die Rechnung einzubinden.

Danke,
Grüße
alfisti

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Andy-UP
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erstellt am: 23. Aug. 2005 17:35    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi alfisti,
für das, was Du machen willst gibt es hydraulische Drehmomentmaschinen von Hedley-Purvis http://www.hedley-purvis.com/scripts/pdf/Page%2011.pdf
ws gibt aber auch rein mechanische Lösungen, wie die der Firma P&S

Die von nschlange aufgezeigte Lösung ist aber meiner Meinung nach die Beste

Andreas

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Doc Snyder
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Ja, das ist ein Problem.

Egal womit die Muttern angezogen werden (außer bei den Sonderverfahren), fast immer wird dabei auch Querkraft eingeleitet. Und wie du mit dem Korkenbeispiel schon richtig andeutest, kann die ebene Auflagefläche der Mutter keine Querkraft übertragen, während sie gleitet. Es wird also so sein, dass die Querkraft vollständig in die Schraube eingeleitet wird, sofern es keine sonstige Führung für die Mutter gibt (bei Autofelgen haben die Muttern ja z.B. kugelige Auflageflächen) Normal wird das stillschweigend übersehen.

Betrachtet man es genau, hängt es also auch davon ab, was die Schraube unter dieser Querkraft so macht, wie, ob und wo sie geführt ist und wie die elastischen Auflagebedingungen sind.

Ich schätze, dass die meisten Schrauben sich lässig an der Lochwand abstützen und keiner das merkt. Oder dass, bei kurzen Schrauben, eine Schrägstellung sich einstellt, die per Sinus und Längkraft die nötige Querkraft kompensiert. Wie die Schraube und die Mutter damit klarkommen - keine Ahnung, das übertünchen vermutlich die Sicherheitsfaktoren.

Grundsätzlich würde ich die Länge des Abstützarms so groß wie möglich machen. Es gibt allerdings so Muttern-Andreh-Werkzeuge mit Ratschen-Druckluftantrieb und auch hydraulisch, die sehe ich immer wieder auf der Hannover-Messe. Die haben vergleichsweise sehr kurze Abstützarme, und deren Anbieter sollten dazu was sagen können.

Und wenn Du magst, erklär doch bitte, was Du mit
>Meine jetzigen Ansätze führten zu einem "Nein". In der Industrie heißts aber eher "Ja, kann sein".< meinst.

Gruß
Roland

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nschlange
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'Nabend zusammen!

So langsam kommt ja Licht ins Dunkel.

Man braucht sich mit der Querkraft nicht rumzuärgern,
wenn man (wie beim händischen Gewindeschneiden) die
Abstützung symmetrisch zur Drehachse macht (ebenes
Kräftepaar).

Bei einseitiger Abstützung der Länge L dürfte die Querkraft
auf die Schraube = Anzugsmoment M / L sein, oder nicht?

Viele Grüße
nschlange

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eberhard
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erstellt am: 24. Aug. 2005 00:51    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von nschlange:

Man braucht sich mit der Querkraft nicht rumzuärgern,
wenn man (wie beim händischen Gewindeschneiden) die
Abstützung symmetrisch zur Drehachse macht (ebenes
Kräftepaar).


Genauso isses

Deshalb versteh ich auch das ursprüngliche Problem immer noch nicht ???

------------------
Freundliche Grüsse - Eberhard Willach

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Doc Snyder
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erstellt am: 24. Aug. 2005 01:12    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von eberhard:
Genauso isses
Na denn viel Spaß beim Anziehen von M64 mit der Hand "wie beim Gewindeschneiden" - wenn die Mutter denn überhaupt axial zugänglich ist. Oder bei der Konstruktion einer querkraftfreien selbstzenztrierenden Momentabstützung - und grüßt mir die gute alte Gelenkarmzeichenmaschine, wenn ihr bei diesem Prinzip angekommen seid!

[Diese Nachricht wurde von Doc Snyder am 24. Aug. 2005 editiert.]

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eberhard
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Zitat:
Original erstellt von Doc Snyder:
  [QUOTE]Na denn viel Spaß beim Anziehen von M64 mit der Hand "wie beim Gewindeschneiden" - wenn die Mutter denn überhaupt axial zugänglich ist. Oder bei der Konstruktion einer querkraftfreien selbstzenztrierenden Momentabstützung - und grüßt mir die gute alte Gelenkarmzeichenmaschine, wenn ihr bei diesem Prinzip angekommen seid!

Herzlichen Dank für die freundliche Nachricht!

Sehr aufschlussreich!

------------------
Freundliche Grüsse - Eberhard Willach

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Blizzard2
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erstellt am: 24. Aug. 2005 10:03    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Servus,

man sollte nicht vergessen, dass aufgrund der Verformungsbehinderung der Schraube im Loch eine im Vergleich zur axialen Verformung bei Anzug (ich vermute mal) bis an die Streckgrenze relativ geringe Biegung des Schraubenkörpers auftritt. Erstrecht, wenn die Flansche als unendlich Biegesteif angenommen werden.

Trotzdem haben die Querkräfte Einfluss auf die Gestaltung der Einspannung des Werzeuges.

Ohne das jetzt durchrechnen zu können läuft ds ganze auf ein unbestimmtes 3D Tragwerk hinaus, welches nach endlich langer Zeit  mittels Castigliano zu einem brauchbaren Ergebnis führen kann.

Gruß
Sebastian

------------------
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Andy-UP
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erstellt am: 24. Aug. 2005 11:19    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Mann, Mann, Mann,
findet ihr nicht auch, daß eure Diskussion reichlich akademisch daherkommt. Eure Bedenken decken sich in keiner Weise mit meinen (oder euren) Erfahrungen und wenn man sich tatsächlich mal die Mühe macht ein, zwei Berechnungen anzustellen, wir haben ja sonst nix zu tun, sieht man schnell um welche Größenordnung es geht.

Beispiel: Schraube M16 10.9, Klemmlänge 50 mm, Anziehmoment ca.300 Nm, Widerstandsmoment des in Frage kommenden Schraubenquerschnitts Wb = pi*d^3/32 = 402 mm^3.
Wenn ich jetzt hingehe und das erforderliche Anziehdremoment mit einem Drehmementschlüssel erzeuge, der 500 mm lang ist,muss ich eine Kraft von 600 N aufbringen. Daß mir dieses schon ausgesprochen schwerfallen würde sei hier nur am Rande erwähnt. Diese Kraft würde, unter der Annahme die Reibung unter der Mutter sei 0, eine Biegespannung von 74,6 N/mm^2 induzieren. Wir sehen: Nichts, was eine Schraube M16 aus der Ruhe bringen könnte.

So, das musste jetzt aber mal gesagt werden. 

Andreas

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eberhard
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erstellt am: 24. Aug. 2005 12:03    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 alfisti 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Andreas,

Herzlichen Glückwunsch zu deinem 1000sten!

Besten Dank für deinen Einsatz und die guten Beiträge.

   

------------------
Freundliche Grüsse - Eberhard Willach

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nschlange
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Hallo,

dem schliesse ich mich gerne an.

Herzlichen Glückwunsch und Vielen Dank, Andreas!

Viele Grüße
nschlange

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Doc Snyder
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Hallo Ihr Lieben!

erstmal auch mein Dank an Andreas für seine vielen qualifizierten und positiven Beiträge.

Eberhard, verzeih mir bitte, wenn Dir meine Bemerkung weh getan haben sollte, aber wie Du z.B. jetzt auch an Andreas' Rechnung sehen kannst, ist das Andrehen von Hand bei so großen Gewinden schlichtweg keine Alternative. Auch über die Zugänglichkeit wissen wir nichts.

Andreas, Du hast natürlich Recht, die Biegung ist in der Regel vernachlässigbar, aber bei diesen hydraulischen Vorrichtungen zum DREHEN der Mutter bei voller Auflagekraft ist der Abstützarm bei weitem nicht so lang wie Deine Annahme, und diese Dinger entwickeln ja bekanntlich erhebliche Momente.

Wie auch immer, die Frage war da. alfist würde den Einfluss der Biegeung gerne mal rechnerisch überschlagen, ehe Windradteile herumfliegen. Das ist IMHOIn my humble oppinion (Meiner Meinung nach) nicht allzu akademisch.

Mit Andreas' Ansatz, der die Klemmlänge als Biegehebelarm annimmt, liegt man zwar sauber auf der sicheren Seite, aber dabei kann, je nach Klemmlänge, auch das von alfisti erwähnte "Nein" rauskommen. Daher sollten wir besser mal abwarten, was er selber dazu mitzuteilen hat, anstatt (wie ich selber auch, ich geb's ja zu, aber es hat mich einfach zu sehr gestochen) schnippische Bemerkungen zu posten.

Gruß
Roland

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alfisti
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erstellt am: 24. Aug. 2005 15:06    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,

Zitat:
Original erstellt von Doc Snyder:

Und wie du mit dem Korkenbeispiel schon richtig andeutest, kann die ebene Auflagefläche der Mutter keine Querkraft übertragen, während sie gleitet. Es wird also so sein, dass die Querkraft vollständig in die Schraube eingeleitet wird, sofern es keine sonstige Führung für die Mutter gibt 

Das ist doch ne Aussage, klingt wirklich logisch. Mein erster Ansatz führte einfach zu Fv*µ>M/l, daher "Nein". Da aber Fv*µ irrelevant zu sein scheint, ist die Querkraft auf die Schraube einfach M/l, ok. Bei ner M64 sinds ca. 20400Nm und mein Abstützarm ist gerätebedingt 215mm, d.h. Fq=95000N.

Wenn man das so stehen lassen kann, hat sich doch das Thema schon erledigt.

Nochmals an alle vielen Dank für die rege Beteiligung.
Grüße

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