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Analyt_Ber_0517.jpg

Hallo zusammen,

ich muss eine Vorrichtung berechnen, mit der Bauteile angehoben werden.

Der Montagevorgang läuft folgendermaßen:
- Montieren der Vorrichtung mit Hilfe der Vorspannschrauben die Vorspannkraft FVM1/FVM2 aufgebracht
- Am rechten Einhängeschäkel wird das Bauteil mit der darauf montierten Vorrichtung zum Transport angehoben

Mein Problem ist nun, dass ich bisher keinen Weg gefunden habe, um die auf die jeweilige Stelle wirkende Kraft analytisch zu berechnen. Das System ist für den Fall des Einhängens im mittleren Schäkel einfach zu berechnen aufgrund der Symmetrie, aber für den abgebildeten Fall (statisch über/unbestimmt) komme ich nach nun mehreren Versuchen auf kein brauchbares Ergebnis.

Hat jemand von euch eine Idee, wie dies an diesem Beispiel hier erfolgen könnte? Mich würden speziell die zusätzlichen Kräfte auf die Schrauben interessieren, da diese unter Last ja neben der Vorspannkraft noch den zusätzlichen Betriebskraftanteil aufnehmen.

Würde mich freuen, wenn jemand einen guten Tip hätte, habe viele Unities zu verteilen - Danke schonmal!

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Hallo cycotainment,

hast Du denn schon mal >> hier << in dieser Formelsammlung, bzw, in diesem Forum nach Lösungen gesucht?

Gruss Gerhard

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Jeder erfüllte Wunsch ist ein Traum weniger
Träume sind die Sonnenstunden der Hoffnung

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Habe ich. Danke für die Formelsammlung, die ist gut! Hilft mir hier aber nicht weiter. Im Forum und im WWW habe ich keine Lösung gefunden, daher habe ich einen neuen Beitrag erstellt.

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IMO musst du die horizontal wirkende Reibungskraft noch mit berücksichtigen.

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MfG, DonChunior

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Zitat:

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Original erstellt von cycotainment:
Hallo zusammen,

ich muss eine Vorrichtung berechnen, mit der Bauteile angehoben werden.

Der Montagevorgang läuft folgendermaßen:
- Montieren der Vorrichtung mit Hilfe der Vorspannschrauben die Vorspannkraft FVM1/FVM2 aufgebracht
- Am rechten Einhängeschäkel wird das Bauteil mit der darauf montierten Vorrichtung zum Transport angehoben

Mein Problem ist nun, dass ich bisher keinen Weg gefunden habe, um die auf die jeweilige Stelle wirkende Kraft analytisch zu berechnen. Das System ist für den Fall des Einhängens im mittleren Schäkel einfach zu berechnen aufgrund der Symmetrie, aber für den abgebildeten Fall (statisch über/unbestimmt) komme ich nach nun mehreren Versuchen auf kein brauchbares Ergebnis.

Hat jemand von euch eine Idee, wie dies an diesem Beispiel hier erfolgen könnte? Mich würden speziell die zusätzlichen Kräfte auf die Schrauben interessieren, da diese unter Last ja neben der Vorspannkraft noch den zusätzlichen Betriebskraftanteil aufnehmen.

Würde mich freuen, wenn jemand einen guten Tip hätte, habe viele Unities zu verteilen - Danke schonmal!

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Was ist gegeben + was gesucht  .
Das zu wissen wäre mal sicher nicht schlecht.

Kleiner Denkanstoß:
Reaktionskräfte werden meinem Wissen nach mit FA,FB, ... bezeichnet.
Warum also kompliziert wenn's einfach auch geht.

Gruß CC 

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Zitat:

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Original erstellt von ccmpe20:

Was ist gegeben + was gesucht     .
Das zu wissen wäre mal sicher nicht schlecht.

Kleiner Denkanstoß:
Reaktionskräfte werden meinem Wissen nach mit FA,FB, ... bezeichnet.
Warum also kompliziert wenn's einfach auch geht.

Gruß CC    

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Na, ob FA oder Fres, das macht keinen Unterschied für kreative Leute   

Gegeben: alle Längen/Abstände, die Kraft FK, die am Schäkel zieht und die Anzugsmomente (und die daraus folgenden Vorspannkräfte)für die Schrauben bei FVM1/2.

Gesucht: Zusatzkräfte auf die Schrauben, wenn FK wirkt und die Reaktionskräfte Fres1/2.

 

Zitat:

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Original erstellt von DonChunior:
IMO musst du die horizontal wirkende Reibungskraft noch mit berücksichtigen.

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Ja da hast Du natürlich recht, diese habe ich vergessen einzuzeichnen. Diese werden aber an den Auflagestellen Fres1/2 aufgenommen und übertragen.

[Diese Nachricht wurde von cycotainment am 05. Okt. 2011 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von cycotainment am 05. Okt. 2011 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von cycotainment:  

Na, ob FA oder Fres, das macht keinen Unterschied für kreative Leute ;) 

Gegeben: alle Längen/Abstände, die Kraft FK, die am Schäkel zieht und die Anzugsmomente (und die daraus folgenden Vorspannkräfte)für die Schrauben bei FVM1/2.

Gesucht: Zusatzkräfte auf die Schrauben, wenn FK wirkt und die Reaktionskräfte Fres1/2.

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Wo das jetzt geklärt ist:

  kann ja jetzt kein Problem mehr sein die gesuchten Kräfte zu bestimmen, vor allem für kreative Leute  .

Noch ein kleiner Denkanstoß:
Die Schrauben werden zusätzlich von der axialen Komponente belastet.

Gruß CC 

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Hallo und einen schönen Tag CC.

Vieleicht hilft dir das Excelprogramm weiter.

Mitte Tabelle unteres Feld.

Gruß
ThoMay

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Hast du Fragen?
Brauchst du 
Schaut mal nach im Bereich
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Hallo cycotainment,

hab mir den Beitrag mehrfach durchgelesen und verstehe es ehrlich nich so ganz.

Zitat:

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Original erstellt von cycotainment:
Hallo zusammen,
Der Montagevorgang läuft folgendermaßen:
- Montieren der Vorrichtung mit Hilfe der Vorspannschrauben die Vorspannkraft FVM1/FVM2 aufgebracht
- Am rechten Einhängeschäkel wird das Bauteil mit der darauf montierten Vorrichtung zum Transport angehoben

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Also der fast recheckige Block ist die Lastaufnahme oder die Vorrichtung? (oder beides das gleiche???)
Das untere Teil wird also mit den beiden Schrauben angezogen und legt sich bei Fres1 und Fres2 an?
Wenn am rechten Schäkel angehoben wird, treten meiner Meinung nach mehrere Effekte auf:
Das Bauteil leitet (dadurch das es nicht mehr auf einer Unterlage liegt) zusätzliche Kräfte in die Schraubverbindung ein.
Die Schrauben müssen je weitere das Teil angehoben wird Querkräfte aufnehmen (oder?). Wenn ich mich nicht täusche, dann sind die Querkräfte eine Funktion des Drehwinkels deiner Vorrichtung.
Wenn sich das Bauteil verbiegt, verlieren deine Schrauben an Vorspannung.
Das Teil könnte aber auch ins rutschen geraten, wenn der Kranhaken nich beim Hub in Richtung Schwerpunkt verschoben wird.
Bringt dich aber wahrscheinlich auch nicht weiter! 

Ich würde als Ersatzsytem die Vorrichtung und die Last als EIN Teil annehmen. Damit kannst du schon mal nach der Schäkellast auflösen.

Als kritisch würde ich die Senkrechte Position der Last ansehen. Wenn du das Bild um 90 Grad drehst, dann fallen deine Auflagerkräfte weg. Somit bleiben nur noch die Schäkelkraft und die Schraubenkräfte.

Generell zum statischen Berechnen:
Wir haben immer zwei Gleichungen aufgestellt
Summe aller Drehmomente um z.B. Fres1 =0 (sonst würde das Teil rotieren)
Summe aller Kräfte in Y-Richtung =0 (sonst würde das Teil fliegen)

Nach einer Unbekannte umstellen und in der anderen Formel gleichsetzen.

Gruß Devastator.
PS: Ohne alles nochmal durchgelesen zu haben...... sorry wenn es etwas durcheinandner und unverstänlich ist....... brauche jetzt Kaffee 

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Management ist,
wenn 10 Leute für das bezahlt werden,
was 5 billiger tun könnten,
wenn sie nur zu dritt sind
und davon 2 krank sind.

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Analytische_Berechnung_0517_2.jpg

Hallo Devastator,

vielen Dank für Deine Antwort.

Anbei eine Skizze, um die Unklarheiten zu beseitigen.

Die Vorrichtung - das Lastaufnahmemittel - wird auf das Bauteil - die Last - wie auf dem Bild aus meinem ersten Beitrag montiert über die zwei Schrauben (FVM1, FVM2).
Da die Auflage der Vorrichtung auf dem Bauteil im Bereich der Schrauben in der Luft hängt, also nicht anliegt, ergibt sich aus der Anordnung eine Verformung der Vorrichtung, aber das ist nun nicht das Problem.

Die Gegenkraft bilden die beiden Auflageflächen, solange das System nach dem Aufbringen der Vorspannkraft in Ruhe verbleibt, erfährt jede Auflagefläche 1x die Vorspannkraft (=Fres1/2) aufgrund der Symmetrie.

Nun wird das Bauteil über die montierte Vorrichtung angehoben. Der Einhängepunkt an der Vorrichtung ergibt einen Winkel von 22,5°, sobald das Bauteil an der Vorrichtung hängend frei schwebt.

Aus dem schräg hängenden Bauteil ergibt sich die Querkraft, die aber reibschlüssig über die Auflagefläche der Vorrichtung auf dem Bauteil aufgenommen werden soll (entsprechend muss die Vorspannkraft der Schrauben ausgelegt werden).

Nun liegt der Kraftangriffspunkt nicht direkt über einem Auflagepunkt, sonst würde ich die von der Gewichtskraft herrührende Komponente einfach von der Auflagekraft abziehen.

Ich hab es jetzt vor ein paar Tagen elastostatisch berechnet. Das Profil ist ein T-Profil und über den entsprechenden Fall habe ich die Durchbiegung des Profils und die damit verbundene Entlastung der Schraube bei Fs1 berechnet.

Summe aller Kräfte = 0 und Momentengleichgewicht = 0 ist klar - Danke aber trotzdem.

Es ist schwierig auszudrücken - das System ist, wenn es am Haken hängt, für mich schwierig zu berechnen, da die zusätzliche Kraft einerseits die Auflagepunkte be- und entlastet und die Schrauben ebenfalls zusätzlich belastet - aber wie?

Hinweise:

- das System wird nur unter 0° (mittlerer Schäkel) und unter 22,5° verwendet, nicht stufenlos und für jeden Winkel
- die notwendige Vorspannkraft, welche direkt mit dem Winkel zusammenhängt, muss nur dem 22,5°-Winkel und 6° Reserve genügen, keinem 90°-Fall

Wie würde der mathematische Ansatz zur Berechnung der zusätzlichen Schraubenkräfte aussehen?

Danke!

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Hallo,

Bevor ich hier Tipps gebe; Von was für einem Gewicht reden wir gerade? Wie hoch soll es gehoben werden? Was passiert wenn die ******e runterfällt?

Grüße,

Gollum

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'Das Problem mit den Beiträgen auf cad.de ist, dass man nie weiß ob sie wahr sind.' - Heinrich Seidel

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Hier einige Werte:

Schraubenverbindung M12x1,75, Nenn-Anzugsmoment 70Nm für 8.8er Festigkeitsklasse (ergibt ca. 45kN Vorspannkraft)

Gesamtgewicht:
320kg (Bauteil), ca. 5kg (Vorrichtung), nach DIN 13155 sind das 6450N (doppeltes Bauteilgewicht, einfaches Vorrichtungsgewicht)

Reibbeiwerte 0,10 - 0,16 (Schraube/Kopfauflage), 0,20 für den Kontakt zw. Vorrichtung und Bauteil

Hubhöhe - mir nicht bekannt, ist aber keine Randbedingung, nach der ausgelegt wird - ausgelegt wird nach DIN 13155 (und DIN 15018 bzw. 18800)

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Hallo cycotainment,

bin jetzt Daheim und will nicht weiter drüber nachdenken. Aber so einer "kleinen" Last nimm doch einfach z.B. 2x M20  und gut......

Ich schaus mir morgen nochmal an.

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und davon 2 krank sind.

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Kraeftebild.pdf

  

Zitat:

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Original erstellt von cycotainment:
Hier einige Werte:
...
(doppeltes Bauteilgewicht, einfaches Vorrichtungsgewicht)
...
Hubhöhe - mir nicht bekannt, ist aber keine Randbedingung, nach der ausgelegt wird - ausgelegt wird nach DIN 13155 (und DIN 15018 bzw. 18800)

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Warum doppeltes Gewicht? Zwei Bauteile, oder ist das deine Sicherheit?
DIN 13555 -    Sanitätskoffer      wäre aber etwas schwer...............un dsau schwer

Tante Edit war da: Wie sehr hängt euer Leben von der Berechnung ab. Wenn deine Berechnung für senkrechte Kraft eine sehr hohe Sicherheit von z.B. 7 ergibt (habs nicht nachgerechnet), dann würde ich das Sytem als sicher betrachen und nicht weiter darin rumpopeln

Edit war schon wieder da: Habe einen Anhang dran gehängt. Im Ruhezustand ist die Kraft (ohne Verformung von Teilen) recht leicht zu ermitteln. Im Aufgehängten Zustand dreht man ja nur Ždas Bild auf die Seite und nimmt "g" weiter senkrecht an. Fk spielt ja hier keine  Rolle, da du ja die Schnittstelle berechnen willst. Wegen Symmetrie ist im Detail X nur eine Klemmfläche gezeigt. Bei den Pfeilen habe ich nicht die Richtung berücksichtigt. Das kannst du aber über ein Minuszeichnen ausgleichen.

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und davon 2 krank sind.

[Diese Nachricht wurde von Devastator am 14. Okt. 2011 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Devastator am 14. Okt. 2011 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Devastator:
  

Warum doppeltes Gewicht? Zwei Bauteile, oder ist das deine Sicherheit?
DIN 13555 -     Sanitätskoffer       wäre aber etwas schwer...............un dsau schwer

Tante Edit war da: Wie sehr hängt euer Leben von der Berechnung ab. Wenn deine Berechnung für senkrechte Kraft eine sehr hohe Sicherheit von z.B. 7 ergibt (habs nicht nachgerechnet), dann würde ich das Sytem als sicher betrachen und nicht weiter darin rumpopeln

Edit war schon wieder da: Habe einen Anhang dran gehängt. Im Ruhezustand ist die Kraft (ohne Verformung von Teilen) recht leicht zu ermitteln. Im Aufgehängten Zustand dreht man ja nur Ždas Bild auf die Seite und nimmt "g" weiter senkrecht an. Fk spielt ja hier keine  Rolle, da du ja die Schnittstelle berechnen willst. Wegen Symmetrie ist im Detail X nur eine Klemmfläche gezeigt. Bei den Pfeilen habe ich nicht die Richtung berücksichtigt. Das kannst du aber über ein Minuszeichnen ausgleichen.

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Verzeihung - ich meinte die DIN EN 13155 - Krane - Sicherheit - lose Lastaufnahmemittel

2x M20 wären ein Traum, leider sind nur 2x M12 im Bauteil vorhanden, keine Gegenfläche, an der man die Querkraft aufnehmen könnte.

Daher muss die Querkraft reibschlüssig übertragen werden. Und um das auszulegen, brauch ich die wirkenden Kräfte unter Last.

Ohne hochfeste Schrauben geht das hier nicht, eine Sicherheit von 1,8 gegenüber Verrutschen zu erreichen. Jetzt wünscht der Kunde seit gestern, dass wir mit einem Reibkoeffizienten von 0,20 unter der Vorrichtung rechnen und im Gewinde 0,10.

@Devastator: im Ruhezustand ist es auch nicht schwierig, die Reaktionskräfte zu berechnen, aber wie wirkt sich die von der Last herrührende Kraft auf die jeweilige Schraube aus? Ich kann Deinen Ansatz auf der Handskizze nicht ganz nachvollziehen - richtig, durch die Symmetrie lässt sich die Reaktionskraft in den Auflagepunkten der Vorrichtung ermitteln, aber wie würdest Du die zusätzlichen Kräfte auf die Schrauben ermitteln, wenn die Vorrichtung mit montierter Last am Kran hängen?

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