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Hallo  ich hoffe ich habe das richtige Forum gewählt...

Meine Frage bezieht sich auf die Berechnung der Abscherung einer Schraube.

Ich beschreibe einmal, was ich habe/will. Ich habe eine Welle (x39CrMo17-1), an der Stelle, wo sie das Gewinde bekommen soll, hat sie einen Durchmesser von 14mm. Sie soll in ein Aluminium Stück (AlSi1Mg) einegasst werden. Anschließend mit einer Schraube verschraubt werden (Gewinde entweder nur in die Welle oder komplett, d.h. auch in das Alu rein, da Passung).
Nun wollte ich die Abscherung überprüfen. Ich hatte eine M6 8.8 Schraube vorgesehen. Einschraubtiefe 7mm.
Werte: Nach Roloff/Matek ergibt sich ein zul.Abscherspannung von 436N/mm². Da ich eine Kraft von ca. 12000N an der Stelle der Abscherung (d.h. genau dort, wo der Stahl und das Alu sich "verbinden") habe, komme ich mit der M6 Schraube auf eine vorh.Abscherspannung von 575N/mm²...man sieht, klappt nicht so ganz...wobei ich mir nun dachte, wenn man die Welle und Alu einpresst, bzw eine stramme Passung dreht/bohrt, dann nimmt diese Passung doch ein bisschen der Kraft ab, oder nicht? Nun weiß ich aber nicht genau, ob das so einfach zu sagen ist und wenn ja, wie bringe ich dies in meiner Berechnung unter?!?

Als Alternative habe ich nur noch die Möglichkeit eine M8 Schraube zu wählen...diese bei 14mm Wellendurchmesser finde ich aber nicht sooo super.Zum einem da die "Wandstärke" der Welle sehr gering wird und zum anderen, bei Feingewinde eine min.Einschraubtiefe bei M8 d+25% (oder auch 1,2*d) "vorgegeben" ist. Das würde hier bedeuten, Schraube 10mm, +Gewinde ~11mm + Bohrerspitze ~12mm...da bleibt auf der anderen seit kaum was übrig an MAterial...ich weiß nicht genau, aber dann wäre ja schon fast zu überlegen die Bohrung komplett durch zu machen...Also, falls ihr noch was braucht gucke öfter hier rein, neuerdings

Danke, bis bald.

DasMo

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Vergiß die Schraube und baue gleich eine vernünftige Preßpassung....

Wie das geht steht z.B. im Roloff-Mattek.

CU

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Der vernünftige Mensch paßt sich der Welt an;
der unvernünftige besteht auf dem Versuch, die Welt sich anzupassen.

Deshalb hängt aller Fortschritt vom unvernünftigen Menschen ab.
(George Bernard Shaw)

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Häte ich gerne gemacht, aber es soll auch demontierbar und wieder montierbar sein, am besten mehr als 2mal...und bei einer Pressverbindung ist das ja nicht unbedingt gegeben.

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Doch bei vernünftiger Auslegung => Ölpreßverband und / oder Konus

Ansonsten: Spannsatz

Paßfeder ist zwar nicht optimal bei Wechselbelastung, aber immer noch Welten besser als deine Schraube.

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Spannsatz geht nicht da die Materialien dann zu Massiv und zu schwer würden.
Konus ist zu teuer in der Herstellung (an der Welle zwar nicht, aber am Gegenstück)
Ölpressverband ist bei zylindrischen Flächen nur zum lösen (laut R/M) und leicht konische Flächen sind wiederum teuer.
Passfeder müsste zu groß gewählt werden, zudem hat sie zuviel Spiel.

Ist es denn evtl richtig, dass eine enge Passung der Schraube etwas an Belastung abnimmt? Also dass z.B. die Passung xxxN aufnimmt und sich die Kraft auf diese beiden Verbindungen aufteilt...?!?

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Theoretisch ja, aber ich würde mich darauf nicht verlassen.

Dann hast Du aber auch schon eine Preßpassung mit allen Vor- und Nachteilen und kannst die Schraube auch fortlassen.

Wenn´s denn unbedingt eine Bastellösung sein soll: Paßstift (oder Federspannstift) anstelle der Schraube. Der überträgt immerhin definierbare Drehmomente.

CU

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Naja, was heißt unbedingt eine Bastellösung. Muss es nicht.
Es soll nur etwas sein, was relativ einfach zu demontieren, kostenoptimiert und sehr leicht ist.

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Dreiradler-2_low.jpg

Hier hätte ich mal ein ausgeführtes Beispiel... <G>

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mfg - Leo

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Paßstift könnte bei entsprechender Auslegung gleich als Überlastschutz ausgelegt sein (so z.B. beim Antrieb meiner Spillwinde)
@ Leo: gemäß Deiner Bildanlage handelt sich's um ein tiefergelgtes Dreirad? Aus den Dreißigern? Dein ex-Gefährt?     

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http://www.fuhrmann.at/

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Das 3Rad wurde gebaut und fährt und fährt und...
Ja, also beim Passstift sehe ich das Problem, dass man ihn nicht mehr herausbekommt. Die Bohrung würde durch die Welle gehen, aber dann in ein Sackloch. Eine Durchgangsbohrung durch Welle und "Flansch" ist nicht möglich!
Nun könnte man den Passstift (denke ihr meint einen Kerbstift) etwas überstehen lassen, als normal vorgesehen ist, allerdings weiß ich nicht, ob das so im Sinne des Erfinders ist...

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OK, wie wärs mit Kegelstift nach ISO 8736?

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http://www.fuhrmann.at/

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Das Dreirad ist deutlich älter als ich selber, und ich bin nicht mehr jung. Würde mich sehr interessieren, wenn Jemand Näheres dazu wüsste (Baujahr usw.).
Und die Stelle mit der Schraube als Drehmomentübertragung ist ein ewiger Schwachpunkt, deswegen habe ich das Bild gepostet!

Übrigens: Welle = Drehmomentübertragung, jedoch Du sprichst von einer "Kraft"... Wie passt das zusammen?
Kannst Du nicht ein abgespecktes CAD-Modell posten von der Sache? Um welche Stückzahl geht's Dir denn?

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mfg - Leo

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Mich würde auch interessieren, wie die Baugruppe aussieht (Skizze langt).

Falls tatsächlich derzeit eine Querverschraubung wie beim oben gezeigten Dreirad geplant ist, würde ich lieber ganz auf jegliche Schwächung der Querschnitte verzichten und z. B. eine Schrumpfscheibe außen aufsetzen. Die übertragen recht große Drehmomente und lassen sich beliebig oft demontieren/montieren.

Bei eher geringen Drehmomenten kommt ggf. der auch oben aufgezeigte Konusstift mit Gewindeansatz noch in Frage, da brauchts auch keine teuren Bearbeitungsschritte.

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Seit Pro/E Version 1 dabei, auwei...

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LStift.jpg

Jetzt habe ich das ganze Thema schon 2mal gelesen und weiß immer noch nicht, was DasMo will.

Geht es um eine WNV?

mit Drehmomentübertragung ?

mit Axialkraftübertragung ?

mit (größerer) Querkraft ? (Scheinbar Ja)

mit statischer oder dynamischer Beanspruchung ?

Erst nach Klärung aller dieser Fragen kann hier irgendeine annähernd sinnvolle Aussage gemacht werden. Eine Skizze / Zeichnung ist in jedem Fall auch sinnvoll.

Bei dynamischer Beanspruchung müssen Verbindungen mit möglichst geringer Kerbwirkung gewählt werden oder genügend Fleisch auf die Welle gepackt sein. Querstiftverbindungen sind (fast) immer Mist, aber billig  .

Eine ganz interessante, wenn auch weniger verbreitet Alternative, sind noch die Längstiftverbindungen (Bildnachweis: Prof. Peeken, Skirpt "Maschinenelemente I"). Die Berechnung steht sogar auch im Roloff/Matek (17. Auflage), nur ohne Bild. Vielleicht wird er deshalb so selten verwendet?

Bei der Montage gemeinsam verbohrt gibt es keine Toleranzprobleme und kein Verdrehspiel, die Kerbwirkung ist je nach Stiftgröße deutlich geringer als bei einer Pasfederverbindung und wenn man einen Stift mit Innengewinde verwendet ist er ggf. auch mehrfach montier-/demontierbar.

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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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Moin, also ein Längsstift wäre nochmal eine Maßnahme, die hatte ich ganz vergessen.

Also ich habe mal ne Skizze, die Windkräfte kommen daher, dass oberhalb der Schrauben (die 2 oben) ein Rohr angebracht ist, woran eine Offsetantenne befestigt ist. Die Welle, die mit dem Alu-Stück verbunden werden soll, ist ein Schneckenrad angebracht, dann wirds über einen kleinen Motor angetrieben und kann automatisch ausfahren.

Also, bitte entschuldigt die schlechte Zeichnung, bin schon total müde
Was braucht ihr noch?!?

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skizze.jpg

Zitat:

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Original erstellt von DasMo:
Moin, also ein Längsstift wäre nochmal eine Maßnahme, die hatte ich ganz vergessen.

Also ich habe mal ne Skizze, die Windkräfte kommen daher, dass oberhalb der Schrauben (die 2 oben) ein Rohr angebracht ist, woran eine Offsetantenne befestigt ist. Die Welle, die mit dem Alu-Stück verbunden werden soll, ist ein Schneckenrad angebracht, dann wirds über einen kleinen Motor angetrieben und kann automatisch ausfahren.

Also, bitte entschuldigt die schlechte Zeichnung, bin schon total müde   
Was braucht ihr noch?!?

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Zitat:

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Original erstellt von DasMo:
Also, bitte entschuldigt die schlechte Zeichnung, bin schon total müde   
Was braucht ihr noch?!?

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Tut mir leid, wenn ich jetzt den Buhmann abgebe, aber so geht es nicht.
Wer sich mit Techniker/Ingenieuren über technische Sachverhalte austauschen bzw. beraten will, muss sich der gemeinsamen "technischen Sprache" bedienen. Dies sind die Regeln des technischen Zeichnens, zumindest aber das Erstellen einer aussagekräftigen Skizze mit ausreichend Ansichten.

Also erst einmal ausschlafen, dann Hirn einschalten und dann lies Dir bitte Deine beiden Sätze nocheinmal durch und frage Dich dabei, was der geneigte Leser mit einem "oberhalb von (nicht dargestellten) Schrauben angebrachten (nicht dargestellten) Rohr", einer "Offsetantenne" (was ist das? wie sieht so etwas aus?) anfangen soll und wie eine "Welle" mit einem (nicht dargestellten) "Schneckenrad" über einen (nicht dargestellten) "Motor automatisch ausfahren" (wohin? welche Richtung? Ich dachte immer, eine Welle würde sich drehen?) soll.

Eines kann ich Dir garantieren:

Dein technisches Problem ist ein typisches Standardproblem, für das es ca. 100 erprobte Standardlösungen gibt. Daneben gibt es mindestens 1.000.000 Sonderlösungen von Spezialisten, die für sich eine "eierlegende Wollmilichsau" erfunden haben.
Dein wirkliches Problem scheint in einer (ich nehme an "noch": Student?) unzureichenden technischen Ausbildung zu liegen.

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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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Hi,

sieht so aus als sollte die Aluplatte sich mit der Welle drehen bzw. ein über die Welle eingeleitetes Drehmoment aufnehmen - kannst Du auf dem Wellenende nicht einen Vierkant aufbringen und ein entsprechendes Loch in die Platte fräsen?

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mfG
PeterW

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Zitat:

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Original erstellt von Wyndorps:
...so geht es nicht.
....
Dein technisches Problem ist ein typisches Standardproblem, für das es ca. 100 erprobte Standardlösungen gibt...

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Ganz genau so würde ich das auch sehen!
Und diese dubiose Schraube scheint mir die schlechteste aller möglichen Lösungen zu sein, darum habe ich auch oben das Bild von dem wackeligen Dreirad gepostet.

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mfg - Leo

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Hallo,
ich sehe das nicht als "Buhmann", ich habe nicht daran gedacht und es gleich falsch gemacht, mich darauf hinzuweisen ist besser als gar nichts mehr sagen. Entschuldigung für die schlechte Skizze, ich werde eine bessere hochladen, sobald ich wieder in der Nähe eines Scanners bin.

@PeterW
Ein Vierkant an das Wellenende hatte ich mir auch schon überlegt. Allerdings ist es in der Herstellung sicherlich teurer einen Vierkant an eine Welle zu fräsen und in das Gegenstück ebenso, als z.B. eine Bohrung und ein Stift, Schraube, etc.

@Leo Laimer
Mit der Schraube sehe ich ein, das es eine nicht gerade "optimale" Lösung ist.

Ich habe überprüft, ob ein Zylinderkerbstift in Frage kommt. Man könnte ihn von den Seiten aus ein- und austreiben. Allerdings ist die vorh. Flächenpressung zu groß...

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Ich versuche mal da im positiven Sinne herumzukritisieren:
- Skizze: Seitenansicht fehlt, Mittellinien sollten drin sein - der Form halber.
- Randbedingungen: Es gibt wahrscheinlich nicht nur reines Drehmoment, sondern Belastungen aus mehreren Richtungen (oder gibt's irgendwo ein zweites Lager?)
- Überlegungen: Das Alu ist ein vielfaches weniger fest als das Wellenmaterial, also sollte die Nabe möglichst grossflächig in die Kraftübertragung eingebunden werden. Somit würden IMHO Stifte, Schrauben, und auch Passfedern, Vierkant usw. ausscheiden.
- Günstig wäre: Kraftschluss (Klemmung), ev. gemeinsam mit Stift/Passfeder nur zur Lagefixierung.
- Lösungsvorschlag: Das machst Du jetzt selber <G>

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mfg - Leo

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Ok, über die Zeichnung wurde ja nun schon genug diskutiert, bemängelt und entschuldigt, ich habe gesagt, ich erstelle eine andere, falls noch Interesse daran besteht.

Allerdings würde ein Vierkant nicht unbedingt ausscheiden, da nicht nur die Dicke der Naben, sondern auch die Höhe des Vierkants. Natürlich ist diese auch eingeschränkt durch den Wellendurchmesser.
Mit einer Klemmung sehe ich kleine Probleme, zum einen soll es auch demontierbar sein (nicht oft aber die Möglichkeit sollte zumindest gegeben sein) zum anderen habe ich einmal gelernt, dass Passfedern bspw. bei Pressverbindungen vermieden werden sollten. Gehören dann Stifte auch dazu? Wahrscheinlich.
Wenn man nun eine Konusverbindung wählt, ist die Herstellung nicht mehr allzu günstig.

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Zitat:

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Original erstellt von DasMo:
...
Mit einer Klemmung sehe ich kleine Probleme, zum einen soll es auch demontierbar sein (nicht oft aber die Möglichkeit sollte zumindest gegeben sein) zum anderen habe ich einmal gelernt, dass Passfedern bspw. bei Pressverbindungen vermieden werden sollten. Gehören dann Stifte auch dazu?...

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Wir reden da von zwei Paar Schuhen.
Ich meine mit Klemmung eine Verbindung, wo z.B. die Nabe geschlitzt ist und über ein/mehrere Schrauben um die Welle herum geklemmt wird. Das ist für Alu sehr gebräuchlich, vor Allem bei kleineren Bauteilen. Der Stift kann dazu dienen die richtige Lage bei Montage sicherzustellen, und soll keine Kräfte im Betrieb übertragen.

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mfg - Leo

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