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Autor Thema:  Berechnung von Radbolzen (7729 mal gelesen)
tobbi89
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Werte Forengemeinde,

leider weiß ich momentan nicht, ob mein Anliegen hier richtig ist.

Problematik: In einem Projekt wurde mir aufgetragen, Radbolzen für einen Felgenstern zu berechnen. Eigentlich ist dies ja die einfachste Form der Maschinenelemente im Kreise der "Grundausbildung" eines Ingenieurs. Trotzdem ist es nicht so einfach. Ich habe 3 Lastfälle mit jeweiliger Kraftangabe.

Die Ermittlung des Radbolzens ist dringend notwendig für die weitere Auslegung des Felgensterns.

Grundvoraussetzungen:
-Felgenstern mit 3 Radbolzen
-3 Lastfälle (in x-,y- und z-Richtung)im Radaufstanspunkt

Mir ist absolut klar, dass die Felge schlüssig auf die Nabe passen muss. Somit muss die Flächenpressung Nabe/Felgenstern erheblich größer sein als die größte Belastung. die Schraubverbindung muss somit die Flächenpressung herstellen um ein Verrutschen zu verhindern.

Irgendwie fehlt mir der Anfang. Die Verbindung zwischen Flächenpressung der Nabe/Felgenstern zu der Flächenpressung des Radbolzens

Über konstruktive Vorschläge für einen Berechnungsanfang würde ich mich freuen.

Ziel: Auslegung des Gewindes aufgrund der Belastung

lg tobbi89

kleiner Nachtrag (bildliche Darstellung):

So ein kleiner Anhang sollte die Vorstellung vereinfachen.

Der Felgenstern soll mit einer Schraubverbindung an die Radnabe "gepresst" werden und einen sicheren Festsitz garantieren.

Meine Frage: Wie komm ich nun am einfachsten auf den gewünschten Gewindedurchmesser?


[Diese Nachricht wurde von tobbi89 am 28. Dez. 2012 editiert.]

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N.Lesch
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WF 4

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Hallo Tobbi, willkommen bai CAD.de.

Interssante Aufgabe, aber ohne Bild versteht das keiner. Du hast doch sicher CAD Daten !

Lege einen Schnitt mittendurch und stelle das Bild hier als *.png oder *.jpg rein.

------------------
Klaus

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N.Lesch
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WF 4

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Callahan
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Ich verschiebe mal ins Maschinenelemente-Forum, wo diese Frage thematisch hingehört. Dort geht's weiter.

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tobbi89
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Hat jemand eine Idee, wie man da herangehen kann?

Oder habe ich einfach nur ein Brett vor dem Kopf und seh die Lösung vor lauter Schrauben nicht?

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alex
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Hallo Tobbi,

ich gehe mal davon aus, daß es sich hier wie beim Auto um die Schraubverbindung der Felgen handelt? Dann sollten die Schrauben das Drehmoment alleine übertragen können, ohne Unterstützung durch einen Pressitz auf der Nabe.
Der Felgenstern sollte mit einem Schiebesitz auf der Nabe sitzen, damit dieser wieder demontiert werden kann ohne "Abzieher".

siehe z.B.:
http://www.schweizer-fn.de/maschinenelemente/schraube/schraubenverbindung.htm


Berechnung prinzipiell wie "Klemmkraft zur Übertragung einer Querkraft durch Reibschluss".


Gruß AleX

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tobbi89
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Hey alex,

ja du gehst richtig der Annahme, dass es sich um eine übliche Schraubverbindung wie bei Serienfahrzeugen handelt.

Aber muss nicht eine Pressung ermittelt werden, damit die Bauteile (Felgenstern - Alu, Radnabe - Alu) nicht verrutschen? Sozusagen eine Mindestkraft, mit welcher der Felgenstern an die Radnabe gepresst werden soll. Diese Kraft kann ich doch dann zur Auslegung der Schraubverbindung wählen.

Oder bin ich da in meinem Gedankengang falsch???

danke für die schnelle Antwort

lg tobi

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ReinhardN
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das siehst du richtig. Jede mögliche Kraftkombination muss über Reibschluss zwischen Felge und Radträger übertragen werden. Gleiten zwischen Radträger und Rad führt zum Losdrehen der Schrauben.
Die Schrauben dürfen nicht auf Scherung beansprucht werden.
Da ein Rad ein sicherheitsrelevantes Bauteil ist ist für die Schraubverbindung das volle Programm nach VDI 2230 erforderlich.
Gruß
Reinhard

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tobbi89
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Hey Reinhard

die VDI 2230 habe ich nun schon rauf und runter durchgeschaut. Aber es gibt keinen Anfang. Entwurfsrechnung und Nachrechnung in der Verbindung der Pressung Nabe/Felgenstern.

VDI 2230 habe ich in abgewandelter Form vorliegen. Im Modul Maschinenelemente haben wir schonmal eine Schraube berechnet.

Aber hier muss ja nun alles anders überlegt werden. Die Randbedingungen wohl bedacht.

Aber dann sehe ich schon wieder ein Problem...unter BEachtung der Lastfälle (Bremsen, Lenken und Schläge) habe ich je Lastfall x-, y- und z-Komponente. Diese sind im Radaufstandspunkt...Die einfachste Auslegung wär doch eine Kombination aus allen 3  Lastfällen - ein Worst case.

Mein Problem ist momentan noch die Kräfte und Lasten umzukoordinieren.

Kannst du mir bitte einen Ablaufplan aufschreiben, wie du vorgehen würdest. Bei Problemen würde ich mich wieder bei dir melden.

Lg Tobi

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alex
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Hallo Tobias,

ich habe gerade mal in einer älteren Ausgabe der VDI geschaut (Juli 1989). Da gibt es in Kapitel 6 Berechnungsbeispiele, in der u. a. ein Beispiel für Schraubenbelastung aus Querkraftsschub drin ist. So ähnlich ist der Rechengang.

Wenn du Probleme mit dem "umkoordinieren" der Lasten und Kräfte hast wäre eine freigeschnittene Skizze hilfreich und mehr Info, wo genau Du Probleme hast.


Gruß Alex

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Testbild.jpg

 
Zu diesem Zeitpunkt dieser VDI Ausgabe war ich noch nichteinmal geboren...

So laut meiner Betrachtung ist dies eine deutlich vereinfachte Darstellung um den Radaufstandspunkt......

Ich denke mir ich mache die Aufstellung viel zu kompliziert und will zuviele Randbedingungen, wie Einspresstiefe und udn Versatz zur Achse mit reinbringen, sodass ein komplexes mechanisches System entsteht.

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Doc Snyder
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Moin!

Ja, es ist leider so, dass Schulen und Richtlinien oft nur die Methoden vermitteln, nicht aber den Grund. 

Der Ansatz ist hier, dass man die Schnittlasten in der Fügefläche berechnet, zunächst so als wäre es dort geklebt oder aus einem Stück. Daraus ergeben sich die Verteilungen der Zug/Druck- und Schubspannungen in der fraglichen Fläche. Und darüber legt man dann den durch die Schrauben erzeugten Druck (der nicht unbedingt gleichmäßig ist!). Und der muss dann (auch bei maximaler Betriebskraft immer noch! -> Kapitel Schraubenberechnung! ) so groß sein, dass mit ausreichender Sicherheit in der Summe (Superpositionsprinzip!) an keiner Stelle Zugspannung mehr aufttritt und darüber hinaus auch die Anpressung immer so groß bleibt, dass Gleiten ausgeschlossen bleibt.

Die ungleichmäßige Verteilung der Schraubenpressung auf die Fügefläche ist ein Problem. Alles ist elastisch! Alles! Und selbst wenn bei Mikrorutschen in den unbelasteten Bereichen die Verbindung nicht bricht, kann diese Reibung doch auf lange Sicht (Räder unterliegen Dauerwechsellast!) zu Zerstörung führen. Bei anspruchsvollen Konstruktionen wird daher die Fügefläche so gestaltet, dass es eindeutige Bereiche (natürlich in mechanisch sinnvoller Lage) mit Schrauben und hoher Pressung gibt und der Rest eindeutig frei steht.

Einfach auch mal in der Wirklickheit hinschauen!

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

It's not the hammer - it's the way you hit!

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alex
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erstellt am: 31. Dez. 2012 18:34    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für tobbi89 10 Unities + Antwort hilfreich

Interessanter Artikel:
Sicherheit von Radverschraubungen
Beschichtungssyseme, Montage, dynamischer Radfestsitz
Dr. Stefan Beyer, ABC Umformtechnik, Gevelsberg


http://www.tuev-sued.de/uploads/images/1134986807229409138985/09_beyer_d.pdf


Gruß Alex

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tobbi89
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erstellt am: 02. Jan. 2013 11:25    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

So ich habe nun die Schrauben für den Felgenstern berechnet:

Dieser Artikel ist sehr interessant....

Ich habe nun die folgende Auswahl zwischen:

M10 8.8 oder M8 10.9 oder 12.9

Außerdem habe ich di vorliegende Schraube berechnet. Eigentlich verwendet man ja Schrauben mit Kegelbund um eine bessere Zentrierung zu erreichen bzw. die Kraft zu erhöhen, dass diese sich nicht löst....

Kann mir da jemand noch einen Tipp geben??????

lg tobbi

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erstellt am: 06. Aug. 2017 15:51    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für tobbi89 10 Unities + Antwort hilfreich


Belastung.jpg

 
Hallo, der Thread ist zwar schon eine Weile her aber ich möchte das Thema trotzdem nocheinmal aufrollen.

Welche Kräfte wirken denn nun explizit auf die Radverschraubung??

Meiner Meinung nach:

1. Querkraft aus der Radaufstandskraft
2. Querkraft aus der Reaktionskraft Antriebskraft/Reibkraft
3. Querkraft aus dem Antriebsmoment

Das heisst die Schraubverbindung müsste per Reibschluss garantieren, dass die Kombination der 3 Querkräfte aufgenommen werden kann ohne eine Relativbewegung zwischen Nabe und Felge hervorzurufen

Zusätzlich dazu müssen noch Zugkräfte aus dem Biegemoment der Seitenführungskraft bzw. der Aufstandskraft x Einpresstiefe der Felge aufgenommen werden. Dort ist wieder die Frage wie man das möglichst treffend berechnet. Es bietet sich dort der Rechengang der Konsolenverschraubung an : http://www.schweizer-fn.de/maschinenelemente/schraube/schraubenverbindung.php
Da müsste wiederum die Kippkante festgelegt werden, die sicherlich die untereste Schraube des Lochkreises darstellt ??


Liege ich in meinen Annahmen richtig ??

Habe im Anhang mal ein Bild eingefügt.

Vielen Dank im Vorraus

Mfg

[Diese Nachricht wurde von 412 am 06. Aug. 2017 editiert.]

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