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Hallo Zusammen,

ich analysiere aktuell ein säulengeführtes Werkzeug. Die Führungsbuchse besteht aus Bronze, die Säulenführung aus Stahl. Die Passung ist 160 H7 / f6.

Für die Eigenschaftsanalyse würde ich gerne die radiale Kontaktsteifigkeit ermitteln und das sowohl mit der FEM als auch analytisch um die Ergebnisse abzusichern. Erstes habe ich schon getan. Letzteres ist mit aufgrund fehlender Formelwerke, Kenntnisse nicht gelungen.

Mein erster Weg war eine Analyse über die Hertzsche Pressung von Zylinder (Führungssäule, konvex) zu Zylinder (Führungsbuchse, konkav), bzw. die Berechnung der Abplattung und darüber die Kontaktsteifigkeit zu berechnen.

Nach einigen Versuchen mit unterschiedlichen Formelwerken, z.B. Berechnung nach Lundberg, hat sich herausgestellt, dass aufgrund der Passung bzw. dem geringen Passungsspiel die Formeln nach Hertz für diesen Problemfall nicht eignen.

Von daher habe ich die Frage, ob jemand schon so einen ähnlichen Fall berechnet hat und hierzu einen Rat für mich hätte.

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Geht es um ein Stanzwerkzeug ?
Ø 160 ist schon gewaltig. Wie hoch ist denn die Säule ?

Ist nicht die Steifigkeit gegen Verformung ( Durchbiegung ) wichtiger ?

Bei der Passung ist das max. Spiel 0,108 mm.

Gibt es mehrer Säulen, und wie genau passen die zueinander ?

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15
Konstruktion mit Kunststoff

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Es ist ein säulengeführtes Großwerkzeug 4,5m x 2m mit 4 Säulen. Das Spiel und die Werkzeugabmaße sind nicht wichtig. Es könnte auch eine Säule mit einem Durchmesser von 50mm sein.

Ich gehe nur von einer Säule aus und berechne die Steifigkeit.

Die Säulenverfromung ist hubabhängig im Gegensatz zur Kontaktsteifigkeit.

Das heißt bei einer Reihenschaltung beider Stiefigkeiten (Federn):

Mit abnehmendem Hub wir die Kontaktsteifigkeit dominanter und umgekehrt.

[Diese Nachricht wurde von Stromberg am 24. Nov. 2011 editiert.]

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Hertzsche Flächenpressung funktioniert bei Punkt- oder Linienberührung.

Hier hast Du fast gleiche Flächen, bis auf das Spiel, die aufeinander drücken. Da verdrückt sich der Schmierfilm und dann geht nichts mehr.

Da ist die Schubverformung noch größer.

Bei Belastung gleichen sich zuerst die Unterschiede zwischen den vier Führungen aus.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15
Konstruktion mit Kunststoff

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Wie gesagt, mit der Hetzschen Pressung ist das Problem nach meinem Kenntnisstand nicht zu berechnen. Die Formeln von Herztschen Pressungen, insbesondere bei der Linienberühurung, sind aus der Wälzlagertechnik abgeleitet worden.

In diesem Fall ist der Durchmesser des Wälzkörpers << dem Durchmesser des Lagerrings. wie schon beschrieben, habe ich auch Formeln ausprobiert, jedcoh ohne Erfolg für meinen Anwendungsfall.

Von daher nochmals die Frage:

Hat jemand zufällig schon einmal so einen Anwendungsfall berechent und kann mir hierzu zu einem geeigneten Formelwerk raten?

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