---

Hallo,

ich möchte eine bestehende Abreisschraube aus 9S20k dahingehend verändern, daß das benötigte Drehmoment zum abreissen etwas höher wird.
Der Abreisspunkt ist das Ende eines Kegels mit d~4,3mm, welcher auf ein Gewinde M14x1,5 aufgesetzt ist. (Hab leider die Zeichnung grade nicht greifbar)
Die ursprüngliche Schraube wurde durch Versuche ermittelt und das Abreissmoment auf ca. 10Nm eingestellt.
Diese Versuche möchte ich mir jetzt gerne sparen und die Schraube berechnen.
Ich habe heute versucht, die bestehende Schraube zurückzurechnen indem ich die bekannten Werte in die Formel der Torsionsspannung (Tabellenbuch) eingesetzt habe.
Leider sind die Werte daraus viel zu niedrig (etwa Faktor 3).

Wie gehe ich hier richtig vor (Abscherung?)

------------------
mfg
ftg

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Moin!
das Polare Widerstandsmoment eines runden Querschnitts ist
W_p = Pi / 16 * d^3

Wenn Du beispielsweise d auf das 1,1-fache vergrößerst, dann steigt W_p auf das (1,1^3)-fache, also auf das 1,331-fache.

Wenn es also darum geht, dass das Abreißmoment

Zitat:

---

Original erstellt von ftg:
etwas höher

---

wird, kann man wohl davon ausgehen, dass alle anderen Parameter (Werkstoffeigenschaften, Kerbwirkung) konstant bleiben.
Dann ergibt sich das Verhältnis (Durchmesser neu zu Durchmesser alt) wie die dritte Wurzel aus (Drehmoment neu zu Drehmoment alt)

Ulrich

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ihr diskutiert doch schon wieder aneinander vorbei.
Ftg meint doch die axiale Kraft hervorgerufen durch das Drehmomnet auf die Mutter.
Wenn man aber in eine Schraube eine Kerbe eindreht, ist der Ø der Bruchstelle viel kleiner wie der Durchmesser des Gewindes.
Also kommt hier noch Torsion dazu.
Außerdem ist das ganze ziemlich abhängig vom Kerbradius.
Was Ulrix da angibt ist doch das Wiederstandsmoment für Biegung, und das ist hier nicht gefragt.
Wollt ihr daraus eine Promotion machen ?

Also macht eine Skizze und fangt an zu probieren.

------------------
Klaus           Solid Edge V 18 SP6  Acad LT 2000

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

 

Zitat:

---

Original erstellt von N.Lesch:

Was Ulrix da angibt ist doch das Wiederstandsmoment für Biegung, und das ist hier nicht gefragt.
Wollt ihr daraus eine Promotion machen ?

Also macht eine Skizze und fangt an zu probieren.

---

Du irrst, N. Lesch,

erstens möchte ftg sich ja gerade das Probieren ersparen, und da ist es vielleicht nicht ganz ungeschickt, vorher eine kleine Abschätzung zu machen.
Zweitens hatte ich auf das polare Widerstandsmoment hingewiesen, das bekanntlich für Torsion gilt. Bei Biegung ist es:
W = Pi / 32 * d^3

Ob ftg und ich aneinander vorbeireden, hatte ich mich allerdings auch schon gefragt, denn z. B. bei google findet man unter Abreißschraube ganz unterschiedliche Dinge. Ich hatte an so etwas gedacht: Beim Anziehen praktisch reine Torsionsbeanspruchung, bis der obere Teil des Kopfes ab ist und die Verbindung damit unlösbar.

So, jetzt kommt das erste Kapitel der Dissertation  :
Grundlage der Berechnung von Widerstandsmomenten ist der linear elastische Spannungszustand, von Null in der neutralen Faser linear ansteigend bis auf einen Maximalwert in der Randfaser. Davon kann natürlich keine Rede mehr sein, wenn man die Elastizitätsgrenze überschreitet. Der Widerstand gegen Torsion ist aber trotzdem immer noch proportional zur dritten Potenz des Durchmessers, nur der absolute Wert des Drehmoments beim Bruch lässt sich nicht einfach als W_p * tau errechnen.
Im zweiten Kapitel meiner Dissertation werde ich dann den Einfluss der Querkraft untersuchen, die durch den Angriff der Handkraft über den Schraubenschlüssel auf den Schraubenkopf wirkt   

Ulrich

EDIT: Tippfehler

[Diese Nachricht wurde von ulrix am 22. Apr. 2008 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

so einen ähnlichen Anwendungsfall wie ulrix hier aufzeigt haben wir.
Es handelt sich um eine Verbindungsschraube, welche beim erreichen
des richtigen Drehmoments abreißt, um dem Monteur einen Drehmomentschlüssel zu ersparen.

Ich habe hier nun festgestellt, daß die errechnete Torsionsspannung
(tauT = Mt /Wp) wesentlich höher ist, als die theoretisch für den Werkstoff zulässige (fast Faktor 3).

Auch das Rückrechnen auf das Drehmoment kam zu einem solchen Ergebniss,
das errechnete Drehmoment liegt bei ca. 3,5 Nm, in der Praxis reisst der Kopf bei 10-11 Nm ab.

Natürlich hätte ich in dieser Zeit auch ein Muster gedreht und getestet, nur habe ich mich nun in die Idee verrannt, daß dies auch berechenbar sein sollte.

In ermangelung eines Maschinenbaustudiums stosse ich nun allerdings an diverse Hürden...

------------------
mfg
ftg

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Servus ftg,

Zitat:

---

so einen ähnlichen Anwendungsfall wie ulrix hier aufzeigt haben wir.
Es handelt sich um eine Verbindungsschraube, welche beim erreichen
des richtigen Drehmoments abreißt, um dem Monteur einen Drehmomentschlüssel zu ersparen.

---

Solche Berechnungen sind in guten Fachbüchern zu Maschinenelemente enthalten. Falls ihr einen Festigkeitsnachweiß führen müsst, würde ich jedoch auf die genormte Berechnung zurück greifen. Diese findet ihr Ihnen den DIN bzw. ISO Normen für das entsprechenden Element.

MfG,
  Thomas

------------------
Hopfen und Mals
Gott erhalts 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von Siassei:
Solche Berechnungen sind in guten Fachbüchern zu Maschinenelemente enthalten. Falls ihr einen Festigkeitsnachweiß führen müsst, würde ich jedoch auf die genormte Berechnung zurück greifen. Diese findet ihr Ihnen den DIN bzw. ISO Normen für das entsprechenden Element.
[/i]

---

Hallo Thomas,
mag sein, dass es eine Norm speziell für Abreißschrauben gibt, in der auch ein Verfahren zur Berechnung des Bruch-Drehmoments enthalten ist.

Aber in den gängigeren Normen wird etwas ganz anderes berechnet, denn im Allgemeinen will man ja mit Sicherheit verhindern, dass auch nur plastische Verformung eintritt, von Bruch ganz zu schweigen.
Da geht man dann eben von dem genannten linear-elastischen Spannungsverlauf aus, während kurz vor dem Bruch die Spannungen im Querschnitt überhaupt nicht mehr linear verlaufen, sondern in grober Näherung  über den gesamten Querschnitt den gleichen Betrag haben (grobe Näherung  bedeutet, dass die Verfestigung infolge der plastischen Verformung außer Acht gelassen wird, wenn ich mich richtig erinnere nennt sich das "ideal-plastisch")

Aber einen Unterschied um den Faktor 3 kann ich mir damit auch nicht erklären, daher mein Ansatz:
Ausgehend von den bekannten Durchmessern und Momenten unter Berücksichtigung der 3. Potenz des Ø eine Abschätzung machen.
Solange keine sehr großen Durchmesseränderungen stattfinden und alle anderen Parameter unverändert bleiben, sollte man brauchbare Ergebnisse bekommen.

Ulrich

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo ftg,
jetzt ist mir doch noch etwas aufgefallen:

Zitat:

---

Original erstellt von ftg:
Ich habe hier nun festgestellt, daß die errechnete Torsionsspannung
(tauT = Mt /Wp) wesentlich höher ist, als die theoretisch für den Werkstoff zulässige (fast Faktor 3).

---

kann es sein, dass in der zulässigen Torsionsspannung bereits ein Sicherheitsfaktor enthalten ist?

Ulrich

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von ulrix:
Hallo ftg,
jetzt ist mir doch noch etwas aufgefallen:
kann es sein, dass in der zulässigen Torsionsspannung bereits ein Sicherheitsfaktor enthalten ist?

Ulrich

---

Per definitionem sind zulässige Spannungen immer inklusive Sicherheiten, also wirklich zulässig im Sinne aller gängigen Versagenskriterien. Ein Faktor 3 ist hier durchaus nicht unüblich.

Das ist übrigens das Problem mit den "zulässigen" Grenzwerten. Man weiß oft nicht ohne größere Recherche, wie hoch die darin verarbeitete Sicherheit ist.

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

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von ulrix:
...an so etwas gedacht...

---

Wow! Sogar mit Linksgewinde  Das ist ja gleich doppelt diebstahlhemmend 

------------------
Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hidiho!

Kann es sein das du in den Versuchen einen anderen Reibwert hattest?

Insbesondere die Gewindereibung und die Reibung zw. Mutter/Kopf und zu verspannenden Teilen kann einem hier das Ergebnis versauen.

Ich weiß ja nicht wie Ihr das getestet bzw. gemessen habt...

Vllt steh ich auch auf dem Schlauch. 

------------------
Gruß

Jörg    

PS: Ich freu mich immer über Gästebucheinträge  

[Diese Nachricht wurde von Jörg H. am 30. Apr. 2008 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP