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Screenshot2026-09-29200934.png

Hallo zusammen,

ich plane gerade ein Portal aus Linearachsen und bin mir bei der Dimensionierung der X- und Z-Achsen unsicher.

Wie auf dem Bild zu sehen, besteht das Portal aus zwei vertikalen Z-Linearachsen zur Höhenverstellung und einer horizontalen X-Linearachse. Am Schlitten der X-Achse hängt ein Kragarm mit Höhenversatz.

Je nach Positionierung des Portals ändern sich die beiden eingezeichneten Abstände (grün und gelb): Wird der grüne Abstand kürzer, wird der gelbe entsprechend länger und umgekehrt. Der Abstand von 665 mm ist dagegen fest.

Die lila Fläche soll vereinfacht den Punkt bzw. Bereich darstellen, an dem die äußere Kraft auf den Kragarm einwirkt.

Im realen Betrieb rechne ich mit Kräften von maximal etwa 200 N (ca. 20 kg) in verschiedenen Richtungen. Für die Auslegung würde ich jedoch gerne mit 500 N (ca. 50 kg) rechnen, um ausreichend Reserve zu haben.

Vom Hersteller der Linearachsen bekomme ich zulässige Werte für Fx, Fy, Fz sowie Mx, My und Mz. Mir fehlt allerdings noch das Verständnis, wie ich die Kräfte am Ende des Kragarms auf die Belastungen bzw. Momente an den einzelnen Linearachsen umrechne.

Mir würde zunächst eine überschlägige Berechnung völlig ausreichen, um beurteilen zu können:

[*] Liege ich deutlich unter den zulässigen Herstellerwerten?
[*]Komme ich bereits in deren Nähe oder überschreite ich sie?
[*]Welche Hebelarme muss ich für Mx, My und Mz jeweils ansetzen?
[*]Wie verteilt sich die Belastung auf die beiden Z-Achsen?

Und welche Maße bzw. Angaben fehlen in meiner Skizze noch, damit man das sinnvoll überschlagen kann?

Vielen Dank schon einmal!

Gruß
Mücke

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[Inventor Professional 2026] - [WIN 11]

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Hallo, Du mußt für jede Kraft die Richtung und den Angriffspunkt angeben.
Durch die Lage des Angriffspunktes entstehen Momente, die definiert der Hersteller nicht umsonst.
Auch eine reine Gewichtskraft hat eine Richtung, nämlich nach unten.

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Klaus

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Screenshot2026-09-30083848.png

Ja, da hast du recht. Die Momente gibt der Hersteller natürlich nicht ohne Grund an. :-)

Ich habe meine Zeichnung deshalb noch einmal erweitert und die für mich schlüssigen Kraftrichtungen mit roten Pfeilen eingezeichnet. Daneben habe ich angegeben, welches daraus entstehende Moment bzw. welche Kraft meiner Meinung nach an der jeweiligen Linearachse wirkt. Ich hoffe, dass meine Zuordnung von Fx, Fy, Fz bzw. Mx, My und Mz soweit stimmt.

Die angegebenen Maximalwerte im Bild sind jeweils die zulässigen dynamischen Kräfte und Momente laut Hersteller.

Was mir jetzt noch nicht klar ist: Wie berechne ich aus Kraft und Angriffspunkt das tatsächlich auftretende Moment, damit ich es mit den Herstellerangaben vergleichen kann?

Mir würde hier wirklich eine überschlägige Rechnung reichen, um zu sehen, ob ich z. B. bei 30 %, 80 % oder bereits über dem zulässigen Moment liege.

Und ja, die Gewichtskraft des Kragarms spielt natürlich ebenfalls eine Rolle – die Erdanziehung macht für meine Konstruktion leider keine Ausnahme. ;-) Das hatte ich tatsächlich vergessen.

Aktuell gehe ich davon aus, dass der komplette Kragarm maximal etwa 10 kg wiegen wird. Für die überschlägige Berechnung würde ich sicherheitshalber mit 15 kg rechnen.

Falls für die Berechnung noch bestimmte Abstände oder Maße fehlen, kann ich diese gerne in der Zeichnung ergänzen.

Gruß
Mücke

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Kragarm-Rechner-Offline.zip

Ich habe das mal durch den Codex laufen lassen. Der hat mir daraus eine kleine Werkstatt gemacht. :-)

Leider bin ich nicht in der Lage, zu prüfen, ob die von Codex eingetragenen Formeln stimmen.

Es handelt sich um eine HTML-Datei mit JavaScript, alles in einer Datei. :-)

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Der Abstand mit der gelben und grünen Klammer ist noch wichitg.

Kraft mal Hebelarm ( also der Abstand auf den ich herumreite ) ergibt das Drehmoment .
Den Abstand kannst Du kartesisch angeben . also rechtwinklig in x, y und z- Richtung.
Den Abstand kannst Du von der Oberfläche und der Mitte des Schlittens aus angeben. So wie die Momente beim Hersteller eingezeichnet sind .

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Klaus

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Krakarm.png

Das kann man auf der kleinen Webseite eintragen.

Aktuell sind die Werte für Gelb und Grün 300 mm bzw. 200 mm.
Hier wird dann auch das Moment wie beim Hersteller angezeigt bzw. berechnet.

Ich bin mir nicht sicher, was du meinst, wie ich die Angaben machen soll.

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Kritisch wäre bei der Z-Achse Mx , weil es aber 2 Schienen sind und der Schlitten sich nicht drehen kann entfällt das.
Bei der Z-Schiene mußt Du noch die Dicke der X-Schiene ( ca. 50 mm )
dazu zählen.
Außerdem mußt Du immer den ungünstigsten Zusatand nehmen, das ist bei der Z-Schiene immer nur eine weil sich der Schlitten am Anschlag befinden kann.
Das Moment berechnet sich dann 500 N * 0,25 m = 125 Nm . Das ist dann in Ordnung.
Damit wäre dann alles im sicheren Bereich. 

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Klaus

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Hallo Klaus,

danke für deine Einschätzung und die Erklärung. Den zusätzlichen Abstand durch die X-Einheit hatte ich bisher nicht berücksichtigt. Deine Hinweise nehme ich für die weitere Auslegung mit.

Damit ist meine Frage fürs Erste geklärt. Vielen Dank für deine Unterstützung!

Gruß
Mücke

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