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20140902_1929331.jpg

Hallo,

ich habe ein Problem mit dem Berechnen einer Deichsel eines Anhängers.
Anbei mal eine Skizze wie das gesamte aussieht. Ich soll prüfen ob die Deichsel beim bremsen ausknickt.
Die Deichselkraft könnte man als maximale axiale Kraft mittels D-Wert ausrechen: F=g*m_w*m_a/(m_w+m_a)  (m_w: Masse Wagen; m_a: Masse Anhänger).
Mir wurden auch Bremsbeschleunigungen genannt die niedriger ausfallen, somit wäre mein F in axialer Richtung eigentlich kleiner als der berechnete D-Wert.
Da die Verbindung zwischen Wagen und Anhänger starr ist müssten beide ja den gleichen Beschleunigungswert a haben.

Das Problem welches ich habe ist, dass die Deichsel schief steht.
Theoretisch würde doch beim Bremsvorgang die Deichsel nach oben rutschen (Bild II) und sich somit "verkanten". Damit müsste ja ein Biegemoment auf die Deichsel wirken. Sehe ich das so korrekt? Ich würde den Bremsvorgang und die verkantete Deichsel quasi als eingespannten Balken betrachten. Die axiale (Trägheits-)Kraft kann ich, als resultierende Kraft, dann in Stabrichtung und senkrecht dazu zerlegen.
Somit hätte ich als Spannung in der Höhe h: sigma= F_s/A+F*h(+h_s)/W
Dies könnte ich jetzt mit R_e vergleichen: S=R_e/sigma.

Oder müsste ich meine zulässige Knickspannung ausrechnen für den kleinsten/ungünstigsten Querschnitt und meinen sigma-Wert mit diesem vergleichen?
Als Knickfall würde ich eventuell Fall 3 oder 4 nehmen. Grund: ich betrachte ja die Verbindung von Deichsel am Wagen als fest. Hinten am Anhänger ist die Deichsel auch fest angeschraubt( Fall 4) aber wenn man die Lagerung der Reifen mitberücksichtigt könnte ja auch Fall 3 greifen.
Jedoch erreiche ich mit meiner Kraft nicht die Kritische Last des Querschnitts. Demzufolge müsste doch auch kein Nachweis gegenüber der Knickspannung erfolgen oder?

Und noch eine Frage. Müsste ich eigentlich die axiale Trägheitskraft im Schwerpunkt des Anhängers annehmen? Damit wäre mein Hebelarm (+ h_s) sowie meine Spannung noch größer.

Hoffe es ist einigermaßen verständlich geschrieben... 
Hat jemand sowas schon mal gemacht oder weiss wies richtiger geht?

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Hallo VX, Du wirfst hier ganz schön mit Formelzeichen umeinander.

Ist a und g das Gleiche ?
Was meinst Du mit sigma ?
Was ist der D-Wert ?
Eine Deichsel wir üblicherweise nur auf Zug und Druck belastet, sonst ist es eine starre Verbindung und die funktioniert hier nicht.

Knicken kann eine Deichsel nur beim Bremsen, da interessiert das Gewicht der Zugmaschine nicht.

" Müsste ich eigentlich die axiale Trägheitskraft im Schwerpunkt des Anhängers annehmen"
Was meinst Du damit ? Willst Du den Bremsvorgang berechnen oder einen Unfall ?

Sind jetzt leider sehr viele Fragen, aber bestimmt noch nicht alle.

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Klaus

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Ja hallo. Danke erstmal fuer ne antwort.

Mir geht es darum dass ich wissen will ob die deichsel ausknickt bzw bricht. Dass eine deichsel ueblicherweise nur auf zug druck belast wird ist mir klar. Nur in meinem fall ist die deichsel nicht waagerecht angeordnet. Also nehme ich einmal an dass sie sich beim bremsen irgendwie verkantet und somit ein boegemoment aufnimmt. Ich weiss nicht wie ich das sonst sehen soll. Die schraege anordnung muss doch irgendeinen negativen effekt haben.
Mit dem schwerpunkt meine ich dass die traegheitskraft ja eigentlich dort wirkt. Somit muesste doch eigentlich der anhaenger unter der deichsel durchfahren wollen. Entsprehend wuerde dann die deichsel mehr belastet werden.

g und a sind niht das gleiche. G= 9,81 m/s^2
mit dem d wert war ich mir auch nicht sicher. Ist die theoretische deichselkraft zwischen zugfahrzeug und anhaenger...
sigma sollte meine spannung im untersuchten deichselquerschnitt sein.

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Hallo  und einen uten Morgen VX.
Pramatischer Ansatz.
Festlager am Anhäger.
Loslager am Zugwagen.
Freimachen der Reaktionskräfte im Deichselauge ohne irgendwelche Verschiebung.
Die Kraft berechnen aus Masse und Verzögerung unabhängig von der Position am Hänger.

So wie ich deiner Darstellung der Deichsel entnehme ist der Schwachpunkt die Lasche zur Befestigung.

Gruß
ThoMay

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Guten Morgen,

Da hilft nur Tm2 würde ich mal so behaupten.
Bestimme die maximale Kraft die dein Wagen beim Bremsen erfahren kann, abzüglich Reibung. Diese Kraft ist Horizontal, und kann nur vom Deichsel aufgenommen werden, somit teilst du sie auf in die Winkelkomponenten, somit hast eine Normalkraft und eine Querkratft die auf deinen Deichsel wirken, mit diesen kannst dann Untersuchen ob er die Belastung aushält. Freischneiden des Deichsels nicht vergessen.

Gruß

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Anhanger2.JPG skizze1.JPG skizze2.JPG

Hi,

also ich hab da mal was vorbereitet. Könnte das evtl. ein Lösungsansatz sein.
Anbei auch mal das 3D Modell. so kann man es sich dann auch besser Vorstellen. Mit dem Schwerpunkt. Dort wollte ich ja die Translationskraft annehmen. Was doch auch nicht falsch wäre oder?
Die Berechnung wäre dann mal auf den Skizzen zu sehen.
Ich hoffe das ergibt einen Sinn oder es geht in die richtige Richtung.

MfG

VX

[Diese Nachricht wurde von VX1986 am 03. Sep. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von VX1986 am 03. Sep. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von VX1986 am 03. Sep. 2014 editiert.]

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skizze3.JPG

Da ich keine 4 Dateien anhängen kann hier skizze 3

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Hi,

Jesus wie behällst du überhaupt den Überblick bei solchen Formelmonstern? Gewöhn dir an im ersten Ansatz allg. zu rechnen und erst am Ende den Rummel einzusetzen.

Meiner Meinung nach, lässt sich bei dem Aufbau per Hand überhaupt nichts ganz sauber ausrechnen, weil Knicken und Biegen nicht unabhängig von einander betrachtet werden können. Überall das schlechteste annehmen, würde klappen, dann wird das Teil aber auch unnötig schwer.

Problem ist hauptsächlich, dass die Gabel auf dem Bolzen vertikale Bewegung erlaubt und beim erreichen der Anschläge Moment in die Deichsel geleitet wird.

Warum machst nicht einfach einen ordinären Kugelkupplung dran und führst die Deisel S-förmig aus, damit diese gerade angreift?

Dann kannst du eine ganz normale Berechnung durchführen und es rumpelt bei Geschwingdigkeitsänderung auch nicht so gewaltig.

EDIT: Noch eine Anmerkung, falls der Anhänger im Bereich der StVO eingesetzt werden soll, musst du auf irgendwann ein Betriebserlaubnis haben. Die Anforderungen zu erfüllen ist nicht gerade einfach, beschränkt sich auch nicht allein auf den Nachweis der Deichsel. Eine Einzelabnahme kann richtig Geld und Zeit kosten.

In einem solchen Fall kommt man eigentlich immer günstiger und schneller weg, wenn man einen Anhänger mit ABE in Absprache mit dem Hersteller des Anhängers umbaut. Dann hat man die ABE direkt dabei und hat bei Zulassungsstelle einen ganz normalen Termin zur Vorführung, wie bei jedem gekauften Anhänger auch.

Grüße,

Gollum

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Seid ihr auch total fertig und versteht die Welt nicht mehr? Teilt euren Schmerz in meinem Gästebuch.

[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 03. Sep. 2014 editiert.]

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Hallo,

Ich soll nur prüfen obs aushält. Das Teil existiert schon so. Fehlt ne Berechnung bzw. der Nachweis.
Aber wie du schon sagtest:
Beim Erreichen der Anschläge wird ein Moment in die Deichsel geleitet. Würde doch so bei der Berechnung auch berücksichtigt werden.
Die Frage ist ja jetzt ob dieser Ansatz so annähernd korrekt ist oder aber komplett falsch.
Und ob ich die errechnete Spannung lediglich mit R_e vergleichen sollte oder aber noch eine Knickspannung bestimmen muss und dann mit dieser einen Vergleich mache.

Sorry ich steh da aber grad gewaltig aufm Schlauch.

Studium und Realität unterscheiden sich halt vollkommen.

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Achso... Das Kind ist schon im Brunnen. Herzlichen Glückwunsch!

Aus dem Studium, kennt man die normale Festigkeitsberechnung bei statischen Lasten. Ebenfalls wird einem beigebracht, dass bei zyklischer Belastung niedrigere Spannungen ertragen werden können. Nachweiss der Betriebsfestigkeit wird meistens schon nicht mehr unterrichtet.

In diesem Fall, herscht ein Belastungskollektiv vor; Normaler Fahrbetrieb, Bremsen, Anfahren, etc.pp. mit unterschiedlicher Belastung und Häufigkeit über die Lebensdauer müssen angenommen werden, um eine brauchbare zulässige Spannung zu ermitteln. Was man da so annimmt, kann dir vermutlich nur jemand vom Fach sagen - Fahrzeugbau ist ein relativ ungeregelter Bereich, weshalb man da kaum Normen findet die einem den Rechenweg vorgeben.

Weiter müsstest du bei einem so schlanken Teil auch noch die Knicksicherheit nachweisen - Das hat man im Studium auch gelernt; Herr Euler hat unter anderem aber nur recht, wenn lediglich Normalspannungen auftreten.

Das ist hier nicht der Fall, da der Gelenkkopf so bescheuert konstruiert wurde, dass beim erreichen der Anschläge der äußere Radius anschlägt und somit Moment in den Stab eingeleitet wird.
Nicht nur das; Auch die Last wird bei jeder Geschwindigkeitsänderung versuchen sich um ihren Schwerpunkt zu drehen und damit ebenfalls Moment in die Deisel leiten. Dies reduziert einem die Knicksicherheit; Wie weit: Kann ich nicht sagen, da zumindest mir kein Rechenweg bekannt mit dem das ohne FEM geht.

Das hätte man auch umgehen können, in dem man einfach die Deisel so ausführt, dass diese auf den Schwerpunkt der Last gerichtet ist... Wurde auch nicht gemacht, ist also eh zu spät.

Auf jeden Fall ist es keine Schande, wenn du frisch von der Uni kommst und sowas nicht kannst. Da werden auch alte Hasen ohne einschlägige Erfahrung Probleme haben.

Wie kommt man jetzt aus der Situation heraus doch einen Nachweis zu liefern?

Ich vermute mal, dass es einen unabhängige Prüfstelle und nicht die Marktaufsicht ist, welche den Nachweis von dir verlangt. Weiter hoffe ich, dass diese bereits in Kenntnis darüber versetzt wurden, dass die Berechnung nicht vorliegt.

Mit diesen Leuten würde ich mal reden. Vllt. muss das ja alles garnicht so genau gemacht werden oder man kann den Anspruch an den Nachweis deutlich reduzieren, wenn man anderweitig für eine Minderung der Gefährdung sorgt.

Grüße,

Gollum

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Hallo,

aber es muss doch vereinfacht rechenbar sein. Anhänger gibt es nicht erst seit es FEM Berechnugnen gibt. Gut das dieser Anhänger natürlich eher ungünstig ist, ist mir klar.
Ist denn mein Ansatz total am Thema vorbei? Ich meine dadurch berücksichtige ich ja ein gewisses Moment, welches ja definitiv auftreten muss.
Oder sehe ich das alles zu kompliziert??? Nur Druckkraft?

Das nächste wo ich nicht weiter weiss ist wie ich einen Knicknachweis führen soll.
Meine Idee war ja, dass ich die Knickspannung für den Querschnitt ausrechne, wo das größte Biegemoment auftritt. Für den Fall, dass der Ansatz richtig wäre, müsste das maximale Biegemoment bei x=L-0,577L auftreten. Also in dem Rechteckrohr.
Und jetzt könnte ich mit dem Fall 2 ja meine zulässige Knickspannung ausrechnen.
Und wenn meine Spannung sigma<Knickspannung ist, wäre doch die Deichsel aureichend dimensioniert.

Mal ne andere Frage:
Wie beurteilt ihr eigentlich Stäbe mit unterschiedlichen Querschnitten bzgl der Knickung?

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