Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

alles, was nicht in die übrigen Technik-Kategorien passt

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mangusta
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Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#1 Beitrag von mangusta » 2020-04-11 20:06:18

Hallo,


wenn ich in etwa so wie hier von "Ubelix" vorgeschlagen:

http://www.ubelix.de/Ausbau/ausbau-03.htm

eine gelaserte 10 mm Stahlplatte als Frontwindenträger mit dem Rahmen verschrauben möchte (M 14), sollte ich dann spezielle, hochfeste Schrauben verwenden - und wenn ja, welche (8.8 / 10.9) ?

https://de.wikipedia.org/wiki/Schraube


Herzliche Grüsse

Rolf

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Weickenm
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#2 Beitrag von Weickenm » 2020-04-11 22:05:13

Hi Rolf,

bei den Aufbaurichtlinien scheiden sich die Geister im Bezug auf die Schraubengüte.
Die einen meinen 8.8er, die anderen 10.9er.

Für eine Anbauwinde an der Front würde ich auf Dracomet beschichtete Schrauben nach MBN Norm greifen. Das sind dann 10.9er Schrauben.

Begründung:
Die 10.9er Schrauben haben eine höhere Streckgrenze als 8.8er Schrauben. Da eine Winde ja nicht ständig ( :angel: ) am arbeiten ist und die Schrauben somit in erster Linie das Gewicht der Winde und ihrer selbst sichern müssen würde ich mir wegen Schwingungsbelastungen und Beanspruchungen durch Missbrauch keinen Harten machen.
Für die MBN Norm gibts bei Würth die passenden Schrauben als Flachkopfschraube und Muttern nach Norm wie in den Aufbaurichtlinien gewünscht (gefordert).
Also einfach eine schnelle und einfache Lösungsmöglichkeit.
ich persönlich würde bei der Verschraubung auf Nordlockscheiben setzen und auf die Klemmlänge der Schraubverbindung achten.

Solltest Du keinen Zugriff auf die entsprechenden Seiten des Roloff/Matek haben, vielleicht findest Du ja einen Studenten der Dir mit Deiner Anfrage hilft ;)

Beste Grüße
Florian
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#3 Beitrag von spaetlesereiter » 2020-04-11 22:47:55

Hallo Rolf,

wenn du ebenfalls eine 6-Tonnen-Winde ebenso wie am Ubelix befestigen willst mußt du genügend Reibkraft erzeugen. Ganz überschlägig gerechnet:
6t Zugkraft am Seil ~ 60 kN -> 15kn Reibkraft /Schraube
mit Reibfaktor 0,2 -> 75 kN Vorspannkraft / Schraube
-> M14 x 1,5 - 10.9

https://www.schrauben-normen.de/anziehmomente.html

Bei groben Fahrzeugen mit viel Vibrationen sind meiner Meinung nach Feingewinde der beste Beitrag zur Schraubensicherung. Am Unimog sind viele originale Verschraubungen mit Feingewinde und leicht gequetschten Muttern ausgeführt.
Viel Erfolg!
Thomas

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mangusta
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#4 Beitrag von mangusta » 2020-04-11 23:07:13

Die geplante Winde soll eine maximale Zugkraft von 20.000 lb - 9072 kg haben - zu stark für die jeweils 4 Schrauben pro Rahmenholm?


Gruß

Rolf

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#5 Beitrag von Konstrukteur » 2020-04-12 0:49:59

mangusta hat geschrieben:
2020-04-11 23:07:13
Die geplante Winde soll eine maximale Zugkraft von 20.000 lb - 9072 kg haben - zu stark für die jeweils 4 Schrauben pro Rahmenholm?

Gruß

Rolf
Hallo Rolf,

wenn Du Schrauben M14x1,5 in der Güte 10.9 verwendest, sollte das reichen!!!
Eine Schraube hat eine Fläche von 122,6mm² * 1000N/mm²=122600N.
Das heißt grob gesagt, an eine Schraube könntest Du 12t dranhängen! Du hast aber 8 Befestigungsschrauben! ;)
Es gibt auch noch die Schraubengüten 12.9 und 14.9, aber zumindest die Güte 14.9 würde ich nie im Fahrzeugbau einsetzen, da die höhere Schraubenfestigkeit
zunehmend mit einem verspröden des Materials einhergeht (Rißbildung oder Abriß des Schraubenkopfes sind da schon eher möglich).
Ganz davon abgesehen, dass diese Schraubengüten auch gar nicht so leicht zu bekommen sind! :(

Gruß Uwe
Ich will reisen und nicht rasen, wozu brauche ich also Höchstgeschwindigkeit?

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#6 Beitrag von Weickenm » 2020-04-12 12:10:37

Servus Rolf,

solltest Du Dich bei Schrauben einlesen wollen möchte ich Dir das Schraubenvademecum empfehlen :)

Beste Grüße
Florian
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#7 Beitrag von farnham » 2020-04-12 12:53:37

Frei nach Murphy: das weiß die Schraube aber meistens nicht, dass weit unter der spezifizierten Last eigentlich noch garnicht brechen/abscheren/ausreißen darf.

Alle meine Rechenversuche hinsichtlich Schraubenbelastbarkeit endeten bislang bei der Feststellung, dass man eben nicht das Windenseil am Schraubenkopf befestigt und linear in Richtungschraubenlängsachse zieht. Und wenn man das nicht tut, ist die Zugkraft der Winde relativ belanglos, vielleicht hat man sie durch den Rest der Konstruktion mit einem Hebel von 100:1 untersetzt und rechnet um zwei Zehnerpotenzen falsch. Fazit: entweder Gefühl und Augenmaß oder richtig rechnen bzw. simulieren. Beides funktioniert in der Regel, wobei der Ansatz Bauchgefühl meist zu krass überdimensionierten Auslegungen führt und die Simualtion dazu, dass man die Simulationsergebnisse aufgrund des Bauchgefühls nicht glaubt (zumindest bei mir) ;)

Die Windenhalterung ist m.E. aber eine der unkritischsten Schraubverbindungen am ganzen Fahrzeug. Wie weit wird eine 50kg...500kg-Winde wohl fliegen, wenn die Halterung versagt? Mein Tipp: etwwa so weit, wie sie überm Boden hängt. Die Gefahr lauert eher am anderen Ende des Seils, sprich beim 500g-Schäkel oder Haken, der mit der selben Energie beaufschagt wird.

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#8 Beitrag von spaetlesereiter » 2020-04-12 21:05:32

Hallo zusammen!

Wenn Rolf die Winde genau so wie Ubelix verbauen will, nur eine Stärkere mit 4 Löchern / Seite dann belastet er die Schrauben so ungefähr auf Scherung, nicht auf geraden Zug. Höhere Güten wie 12.9 würde ich nicht verwenden wegen Sprödbruchgefahr. Da haben manchmal die 12.9er schon Probleme.
Also nochmal die Rechnung:
9072 kg ~ 90kN -> 11,25 kN Reibkraft / Schraube
mit Reibfaktor 0,2 -> 56,25 kN Vorspannkraft
Aus der Tabelle im link:
M14 x 1,5 - 8.8 Anzugsmoment = 150Nm würde reichen
zur Sicherheit 10.9 nehmen M = 200Nm

Frohe Ostern!
und Dicke Schrauben! :joke:

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#9 Beitrag von hugepanic » 2020-04-12 21:18:05

Nimm die 8.8er.
Die sind nicht so spröde und damit robuster.
Grad auf Scherung brauchst du sehr gute Bohrungen (passung?) auf allen schrauben gleichzeitig!
Sonst leiden nur 2 schrauben an und die scheren dann ab.

Also lieber 2 schrauben leicht plastifizieren und dann tragen die anderen schrauben mit.

Wenn du das gut machen willst, dann ordentlich Boden und reiben, in der richtigen Reihenfolge.

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#10 Beitrag von gisszmo » 2020-04-12 21:39:13

Es soll doch sicher eine China Winde werden .......
Mach Dir nicht so einen Kopp wegen der Schrauben, die Winde selber wird auch nur mit 4 x M10 auf
dem Windenträger befestigt :eek:
Und die 9 Tonnen sind nur die Zugkraft für "rollende" Last, die hebt keine 9 Tonnen :angel:
Also ganz entspannt, mit M14x1,5 egal ob 8.8 oder 10.9 bist Du auf der sicheren Seite :rock:

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#11 Beitrag von Ingenieur » 2020-04-12 22:06:37

Hallo,
spaetlesereiter hat geschrieben:
2020-04-11 22:47:55
Hallo Rolf,

wenn du ebenfalls eine 6-Tonnen-Winde ebenso wie am Ubelix befestigen willst mußt du genügend Reibkraft erzeugen. Ganz überschlägig gerechnet:
6t Zugkraft am Seil ~ 60 kN -> 15kn Reibkraft /Schraube ...
So einfach ist das leider nicht.

Eine Winde wird mit dem Sicherheitsfaktor 2 gebaut.
(Zum Heben das Doppelte.)
Also braucht eine 60 kN - Winde eine Schraubverbindung, frühestens bei 120 kN versagt.

Man kann die Scherkraft von Schrauben 8.8 voll ausnutzen, wenn man in den Scherflächen kein Gewinde hat.
Ich habe z.B. die Konsolen für den Kran am KAT mit Schrauben M16 8.8 so am Rahmen montiert.
Die Löcher von 15mm auf 16mm aufgerieben.
Dann die Schrauben so bemessen, daß der Schaft eine SLP-Verbindung herbringt.

Schrauben 8.8 sind 'gutmütiger', als die Kumpels der 10.9 Fraktion.
Bei den Hochfesten Schrauben geht man von einer GV-Verbindung aus.
Das bedeutet Scherflächen Sandstrahlen und dann Verschrauben.
Wenn man weiche Bleche (S235 / S355) mit 10.9-Schrauben verbindet,
sollte man daran erinnert sein, daß der Stahl unter dem Schraubenkopf und unter der Mutter mit der Zeit 'wegfließt'.
Dann ist die Vorspannkraft dahin.
Deswegen baue man tunlichst Dehnhülsen mit ein.
Dehnhülsenlänge mindestens Schraubendurchmesser, besser das doppelte.

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#12 Beitrag von Lampenhalter » 2020-04-12 22:43:12

Hallo Rolf,

nur der Neugierde halber - was hast du da für eine schicke Winde? Und wie wird die angetrieben?

Ich überlege nur gerade so: Meine Heckwinde am Ural schafft 70 kN. Da hat sie aber auch 17,5 mm Stahlseil und einen amtlichen Kardanantrieb übers Abzweig/Verteilergetriebe, der max. ~80 kW an Motorleistung auskoppelt. An Autos kenne ich kleinere Kardanwellen. Die is also nicht von Pappe. Wie sieht die für 2 Tonnen mehr aus?

(Die ist übrigens mit 4x M22 auf jeder Seite im Rahmen verschraubt. Die Schrauben werden voll auf Scherung belastet und sind noch nicht einmal in einer Flucht, sondern beide Seiten sind um ca. 20 cm versetzt. Je nach Lage des Seils bzw. Position vom Wickelmechanismus sieht manchmal die eine Seite die Last, manchmal die andere.)

Grüße...
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#13 Beitrag von mangusta » 2020-04-13 0:20:51

Hallo,


es handelt sich um eine australische 24V Militär-Winde mit 85 kg Gewicht, 7,8 PS und Übersetzung 469:1 und befestigt wird sie mit 4 x M12 und 4 x M10 Schrauben.

Ob es sich wirklich lohnt das ganze Gewicht einschliesslich Befestigungsplatte vor sich herzutragen, wenn man bislang mit der RDRA und den Beadlocks auch immer so durch gekommen ist ...


Mittlerweile leicht zweifelnde Grüsse

Rolf

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#14 Beitrag von Gogomobil » 2020-04-13 11:39:09

Schrauben werden grundsätzlich nicht so verbaut, dass sie auf Scherung belastet werden. Macht man das doch gibt es laut MKL-Prof mindestens Scherereien oder sogar ne schöne Bescherung!
Schraube auf Zug wenn die Winde auf eine flache Platte geshraubt wird mit senkrechter Belastung: dann eben die maximale Zugkraft aufteilen auf die Zahl der Schrauben plus Sicherheitszuschlag wenn das Seil mal schräg ziehen muss und eher einseitig belastet.
Normalerweise wird die Winde aber am Längsträger mit Platten seitlich angeschraubt. Hier MUSS die gesamte Belastung durch die Haftreibung von Halteplatte und Rahmen aufgenommen werden. Die Schrauben sind nur dazu da, die nötige Vorspannung zu erzeugen und dürfen nur auf Zug belastet werden um die beiden Flächen aufeinander zu pressen. Bei blanken Teilen berechenbar, leicht rau auch gut mit Verzinkung auch noch aber schon bei Lack und Co nicht immer berechenbar nur schätzbar was da an Haftkraft, besser Reibbeiwert tatsächlich ansteht. Für Schrauben heißt das entweder mehr 8.8er Schrauben vorsehen oder weniger aber hochfeste -für die muss aber auch der Untergrund fest genug sein und nicht wegfließen oder sich verbiegen.
Wir hatten das Problem mal mit ner Förderspirale Hackschnitzelfeuerung, die werksmäßigen Schrauben rissen einfach ab nach kurzer Zeit. dickere Schrauben (auf Scherung beansprucht) hielten minimal länger, die verbogenen Reste waren nur schwerer zu entfernen. Nach aufschweißen von zwei hochfesten Flanschen auf die Wellenenden und ordentlich Vorspannung mit hochfesten Schrauben war dann alles OK, die Reibung übernahm nun die Drehmomente anstandslos, Schrauben entlastet und artgerecht beansprucht.
Wenn man schon ne Überlast abfangen will, gibts dafür Scherstifte, Schraubenschäfte taugen dafür nix.
Für die Winde daher soviel Vorspannung wie nötig um die Haftreibung am Rahmen über die Fläche sicher aufzubringen und vorher Flächen eventuell strahlen/aufrauhen. Beim Schredder der auch mal sauren Kompost durchsetzt hab ich die blanken Flächen mit UHU endfest dünn eingestrichen und dann verschraubt um es gegen Rost zu schützen. Bei Lack konnte mir keiner sagen wie gut der nun wirklich haftet, bisher hält es jedenfalls. Übrigens kann man so 2K kleber Epoxi recht gut mit Aceton verdünnen um einen recht chemiebeständigen Lack zu erzeugen. Wurde früher gern im Modellbau genommen um z.B. (Balsa)Holz gegen Sprit und Öl im Motorraum abzudichten
Gruß andi

Wer das mit der Scherung nicht glaubt lockere nur mal die Radbolzen/Muttern etwas. Schon nach kurzer Zeit reißen die nach und nach ab, da auch am Rad die Reibung das Rad bzw die Kräfte die darauf wirken in die Achse leitet und nicht die "Schraube", die spannt nur vor. Daher auch im Winter eher verlorene Reifen wenns so kalt wurde, dass die Schraubenschäfte nachgeben (auch gern wenn noch dazu zu fest angezogen) und bei Erwärmung dann die Vorspannung fehlt, Rad lose Schraube auf Scherung und bald ab.

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#15 Beitrag von Ingenieur » 2020-04-13 23:06:20

Hallo,

mit Verlaub, aber so viel technischen Blödsinn habe ich lange nicht mehr gelesen.
Gogomobil hat geschrieben:
2020-04-13 11:39:09
Schrauben werden grundsätzlich nicht so verbaut, dass sie auf Scherung belastet werden.
Macht man das doch gibt es laut MKL-Prof mindestens Scherereien oder sogar ne schöne Bescherung!
Schraube auf Zug wenn die Winde auf eine flache Platte geshraubt wird mit senkrechter Belastung:
dann eben die maximale Zugkraft aufteilen auf die Zahl der Schrauben plus Sicherheitszuschlag ...

Normalerweise wird die Winde aber am Längsträger mit Platten seitlich angeschraubt. Hier MUSS die gesamte Belastung durch die Haftreibung von Halteplatte und Rahmen aufgenommen werden. Die Schrauben sind nur dazu da, die nötige Vorspannung zu erzeugen und dürfen nur auf Zug belastet werden um die beiden Flächen aufeinander zu pressen. Bei blanken Teilen berechenbar, leicht rau auch gut mit Verzinkung auch noch aber schon bei Lack und Co nicht immer berechenbar nur schätzbar was da an Haftkraft, besser Reibbeiwert tatsächlich ansteht. Für Schrauben heißt das entweder mehr 8.8er Schrauben vorsehen oder weniger aber hochfeste -für die muss aber auch der Untergrund fest genug sein und nicht wegfließen oder sich verbiegen.

Wenn man schon ne Überlast abfangen will, gibts dafür Scherstifte, Schraubenschäfte taugen dafür nix.
Für die Winde daher soviel Vorspannung wie nötig um die Haftreibung am Rahmen über die Fläche sicher aufzubringen und vorher Flächen eventuell strahlen/aufrauhen.

Beim Schredder der auch mal sauren Kompost durchsetzt hab ich die blanken Flächen mit UHU endfest dünn eingestrichen und dann verschraubt um es gegen Rost zu schützen.

Bei Lack konnte mir keiner sagen wie gut der nun wirklich haftet, bisher hält es jedenfalls.

Wer das mit der Scherung nicht glaubt lockere nur mal die Radbolzen/Muttern etwas. Schon nach kurzer Zeit reißen die nach und nach ab, da auch am Rad die Reibung das Rad bzw die Kräfte die darauf wirken in die Achse leitet und nicht die "Schraube", die spannt nur vor. Daher auch im Winter eher verlorene Reifen wenns so kalt wurde, dass die Schraubenschäfte nachgeben (auch gern wenn noch dazu zu fest angezogen) und bei Erwärmung dann die Vorspannung fehlt, Rad lose Schraube auf Scherung und bald ab.
Ich habe es hier nun schon mehrfach geschrieben:

Es gibt folgende Schraubenverbindungen:
- SL
- SLP
- GV
- GVP

ALLE diese Verbindungen funktionieren über Scheren.
Da, wo "S" im Namen steht, kann es jeder Grundschüler selbst ablesen.
Da, wo "P" im Namen steht, ist es eben die < 0,1 mm Passung, wo das Abscheren durch den Schraubenschaft besonders wirkungsvoll unterbunden wird.

Eine axiale Zugkraft ist ein Ausnahmefall, und sollte vermieden werden.

Bis etwa 1970 gab es genietete LKW-Rahmen.
Die Nieten hatten die Güteklasse 5.6.
Das waren dann SLP - Verbindungen.
Saßen Schrauben z.B. an Querträgern, waren es SL - Verbindungen.

Seit etwa Ende der 70er Jahre werden Rahmen geschweißt.
Automobilbauer brauchen Toleranzen zum Ausgleichen von Fertigungstoleranzen.
Deswegen sind ihnen "P" - Verbindung suspekt.
Also bauen sie "GV" - Verbindungen mit Schrauben 10.9, teils mit Löchern die 2mm größer als die Schrauben sind.
Für Maschinenbauer und Stahlbauer ist das ein Graus.

"GV" und "GVP" strahlt man mit Stahlgußkies.
Dann gibt es eine hinreichende Oberflächenrauhigkeit, um die Gleitfestigkeit herzubringen.
Lack oder UHU haben in dieser Fuge nichts verloren.
Damit es nicht unterrostet, gibt es maximale Schraubenabstände vom Rand.
Zusätzlich gibt es gaaaanz spezielle 2K-Anstriche, die mit ihren mineralischen Bestandteilen die Gleitfestigkeit einer solchen Fuge verbessern können.
"GV"-Verbindungen können sehr genau berechnet werden.
Wer das nicht kann hat als 'Konstrukteur' nicht in diesem Umfeld verloren.
Vielleicht sollte er dann lieber Bäcker werden.

Schraubenverbindungen werden mit einem Sicherheitsbeiwert (Gamma) gegen Versagen gerechnet.
Das Windenseil hat Gamma 2.
Dann baut man tunlichst eine Windenbefestigung mit Gamma 2,5.
Dann reißt nämlich zuerst das Seil, bevor die Winde den Fahrzeugrahmen verlässt.

In dem Zusammenhang:
Ich habe mal den Endquerträger (EQT) vom MAN-KAT sehr genau nachgerechnet.
Auch die Konstrukteure bei MAN haben Mitte der 70er-Jahre die Sicherheitsbeiwerte genau abgestuft.
Das Stabilste sind die beiden Schweißnähte rechts und links.
Das Schwächste ist die Ringnut im Zentralbolzen der Ringfeder K4Dwg.
Also bevor der EQT aus dem Längsrahmen reißt,
ist der Zentralbolzen längst abgerissen.
(So etwa bei 100 to.)
Der EQT bleibt unverformt.

Heute übliche Felgen-Achsverschraubungen sind "GVP"-Verbindungen.
Die Radbolzen meißt in 10.9 (Deswegen darf man die ja auch nicht nachschneiden - sie haben ein aufgerolltes Gewinde)
Die Radmuttern i.d.R. in 8.8 (Immer etwas weicher, als der Bolzen.)
"P" deswegen, weil das Innenloch passig ist.
"P" deswegen, weil die Konen der Radbolzen und die Federringe (Limesringe) die Passung herbringen.
"GV" deswegen, weil die Felge sich ja auf der Achse unter keinen Umständen bewegen darf.
Wenn man ein Konstruktionselement (z.B. die Vorspannung) weglässt,
geht so eine Verbindung natürlich zu Bruch.
Ich habe schon Felgen gesehen, da waren die Befestigungslöcher oval.
Bei losen Radmuttern gibt es bei jeder Verzögerung / Beschleunigung eine Bewegung.
Das arbeitet die Löcher dann aus.
Man gut, daß die Radbolzen i.d.R. in 10.9 gebaut werden.
Das weiche Material der Felge rubbelt sich auf.
Die Radbolzen überstehen so eine Tortur meistens.


Zuletzt geändert von Ingenieur am 2020-04-13 23:36:30, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#16 Beitrag von Weickenm » 2020-04-13 23:35:45

Moooooooooment lieber Kollege,
Ingenieur hat geschrieben:
2020-04-13 23:06:20
Hallo,

Bis etwa 1970 gab es genietete LKW-Rahmen.
Ich kenne da mehrere NFZ mit Ende 70ern die noch genietete Querträger haben.
Ingenieur hat geschrieben:
2020-04-13 23:06:20
Seit etwa Ende der 70er Jahre werden Rahmen geschweißt.
Quellenagabe! Meines Ketnisstands werden die Rahmen mit Lochbildern nach versehen um eine möglichst kostengünstige Verschraubung im Rahmen der Fertigung zu ermöglichen-unabhängig von SA.
Ingenieur hat geschrieben:
2020-04-13 23:06:20
Automobilbauer brauchen Toleranzen zum Ausgleichen von Fertigungstoleranzen.
Deswegen sind ihnen "P" - Verbindung suspekt.
Also bauen sie "GV" - Verbindungen mit Schrauben 10.9, teils mit Löchern die 2mm größer als die Schrauben sind.
Für Maschinenbauer und Stahlbauer ist das ein Graus.
siehe oben. Und Fahrzeugtechnik ist mit Maschinenbau auch zeimlich ident vom Studienverlauf. Einen Stahlbauer über den Fahrzeugtechniker stellen zu wollen wäre der Sache m.E.n nicht gerecht. Auch im Stahlbau wird Zeug getrieben über das 'wir' Fahrzeugtechniker lachen. Deshalb eine komplette Berufsgruppe zu diffamieren ist doch irgendwie an der Thematik vorbei.
Ingenieur hat geschrieben:
2020-04-13 23:06:20
Lack oder UHU haben in dieser Fuge nichts verloren.
Fugen kann man mit Anwendungsfaktoren berücksichtigen. Dann lässt sich auch das (egal ob Stahlbau oder Fahrzeugtechnik oder Gartenbau) hinreichend genau berechnen.
Ingenieur hat geschrieben:
2020-04-13 23:06:20
Schraubenverbindungen werden mit einem Sicherheitsbeiwert (Gamma) gegen Versagen gerechnet.
Quellenangabe! Das steht in keinem meiner (diversen) Paper oder Fachbücher zu dem Thema. Ein Sicherheitsfaktor wird seitens des Konstrukteurs angesetzt um entsprechende Missbrauch oder Sonderbelastungen abzufangen, damit die Konstruktion in ihrer Gesamtheit nicht in die Knie geht.
Im Rennsport werden Schraubverbindungen zum Bleistift mit ganz anderen (kümmerlichen) Sicherheitsfaktoren gerechnet. Da zählen die Gramm...

Ansonsten, liebster Andreas, es bringt nix einen Rohloff Matek auswendig zu lernen und sich auf sein Wissen aus dem Jahre Schnee von irgend einer Hanoveransichen Weiterbildungsteefahrt zu berufen.
Für Ingenieure gilt der Leitsatz des lebenslangen Lernens.

Augenmaß und Transferleistung sind hierbei mindestens genauso wichtig wie das stupide Auswendiglernen.

Herrje, und sowas darf da draußen als Gutachter rumrennen... :cold:

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#17 Beitrag von Ingenieur » 2020-04-13 23:52:55

Hallo,

die o.g. Jahresangaben sind ein Anhalt.

Deswegen steht da immer "etwa".

Zu den Toleranzen:

Das was die Fahrzeugbauer sich trauen, würden Stahlbauingenieure niemals machen.

Heute ist es etwas besser geworden, seit dem man die Teile Lasert.

Trotzdem verwenden die Fahrzeugbauer gerne GV-Verbindungen.
Da kann man dann eine Tankkonsole noch ein wenig 'hinrücken' wenn es nicht passt.

Ich baue gerne "P"-Verbindungen.
Das ermöglicht, mit schrauben 8.8 auszukommen, wo andere 10.9 brauchen,
und bei geringer Klemmlänge dann über die Zeit die Vorspannung flöten geht.

Beispiel Krankonsolen beim MAN-Kat.
Die BW-Reparatur-Vorschrift ordnet M14 in 10.9 an.
Ich bin mit M16 8.8 ausgekommen, die ich als Paßschrauben verwendet habe.




.
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#18 Beitrag von Enzo » 2020-04-14 0:12:31

Hallo Rolf,
nun sollte ja alles klar sein :D
Frage nie nach Schrauben....befestige dein Teil mit Augenmaß und Handgewicht und gut ist.
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#19 Beitrag von Ingenieur » 2020-04-14 0:16:56

Hallo,
Weickenm hat geschrieben:
2020-04-13 23:35:45
Ingenieur hat geschrieben:
2020-04-13 23:06:20
Schraubenverbindungen werden mit einem Sicherheitsbeiwert (Gamma) gegen Versagen gerechnet.
Im Rennsport werden Schraubverbindungen zum Bleistift mit ganz anderen (kümmerlichen) Sicherheitsfaktoren gerechnet.
Danke für die Zustimmung.


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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#20 Beitrag von Lampenhalter » 2020-04-14 1:31:41

Also ich bin ja kein Masch-Bauer, hab also "keene Ahnung". Und eigentlich geht mich das alles auch rein gar nichts an. :angel: Ich will auch keinem auf die Füße treten oder sowas, kann ich mir nix von kaufen. Dennoch stellt sich mir, wohl wieder der Neugierde halber beim interessierten mitlesen eine Frage:
Ingenieur hat geschrieben:
2020-04-13 23:06:20

Schraubenverbindungen werden mit einem Sicherheitsbeiwert (Gamma) gegen Versagen gerechnet.
Das Windenseil hat Gamma 2.
Dann baut man tunlichst eine Windenbefestigung mit Gamma 2,5.
Dann reißt nämlich zuerst das Seil, bevor die Winde den Fahrzeugrahmen verlässt.
Ob das sicherheitstechnisch wirklich die schlauere Idee ist, bei einer Frontwinde? Wenn das mein Auto wäre und ich mich daneben stellen sollte würde ich es bevorzugen, die Winde macht einen Satz von 2 Metern in eine Richtung die ich kenne und liegt dann im Dreck. Dann muss ich im Anschluss 4 Schrauben und 2 Kabel flicken, die hoffentlich an der richtigen Stelle eingebaute Sicherung hat auch den Kurzschluss abgeschaltet.
Allemal besser als 30 Meter Stahlseil, die die selbe potentielle Energie sehen wie die astschwere Winde und unkontrolliert reißen? Aufgrund der eher kleinen, dennoch ausreichenden Masse des Stahlseils liegen dann alle Beteiligten im Umkreis von 15...30 Metern breit, wenn sie nicht bei 3 auf den Bäumen waren...
Ich hab fliegen gehende Stahlseile von der Waldarbeit her als äußerst unangenehme Zeitgenossen in Erinnerung. :mellow: Ich bin da eher bei farnham...(#7)
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#21 Beitrag von hugepanic » 2020-04-14 7:23:05

Es macht einen großen unterschied welche "Maschinenbau-Branche" eine Verbindung auslegt.

Ein Landmaschinenbauer schraubt vielleicht garnicht, sonder schweißt das Teil einfach fest.
Ein Flugzeugbauer wird ein auf Schub ausgelegtes Nietfeld in seine Dünnen Bleche und Träger einbringen.

Dazwischen liegen Welten!!

Grade die großen Firmen haben den Vorteil das sie viel testen. Da kann man auch ggf. hohe toleranzen in Bohrungen erlauben. Am ende hab ich einen Versuchsstand und Testfahrzeuge die viele Millionen Belastungszyklen erproben. Zudem kennen große Firmen den Lastverlauf und das Lastspektrum wiederum sehr genau. Die Daten kommen hier dann zum Teil auch aus dem Versuch. Mit diesen Ergebnissen werden dann die FE-Modelle abgeglichen.

Ein "kleiner" Aufbauhersteller hat das alles nicht. Klar kann der seine Winde erproben, aber im Detail wirds da wohl unterscheide geben.
Also werden die erstmal die Lasten konservativ, also höher angenommen. Dazu kommt dann noch ein (ggf. anderer) Sicherheitsfaktor.
In der ganzen Auslegung gibt es noch zig Faktoren, die man alle bestimmen muß. Ein flugzeugbauer wird zum Beispiel nie die Festigkeit eines Verbinders so vom Hersteller übernhemen. Da werden selbst Test's gefahren und dann A- und B-Werte bestimmt. Das ganze kann man natürlich ins absurde Treiben...

Wichtig ist: Man muß sich schon halbwegs sicher in der Materie fühlen, um so eine Verbindung auszulegen. Es gibt viele Wege nach Rom!
Man darf nur nicht anfangen einzelne Beispiele neu zu Kombinieren, wenn man davon keine Ahnung hat!

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#22 Beitrag von Ingenieur » 2020-04-14 21:30:38

Hallo,
Lampenhalter hat geschrieben:
2020-04-14 1:31:41

Ich will auch keinem auf die Füße treten oder sowas, kann ich mir nix von kaufen.
Dennoch stellt sich mir, wohl wieder der Neugierde halber beim interessierten mitlesen eine Frage:
Ingenieur hat geschrieben:
2020-04-13 23:06:20

Schraubenverbindungen werden mit einem Sicherheitsbeiwert (Gamma) gegen Versagen gerechnet.
Das Windenseil hat Gamma 2.
Dann baut man tunlichst eine Windenbefestigung mit Gamma 2,5.
Dann reißt nämlich zuerst das Seil, bevor die Winde den Fahrzeugrahmen verlässt.
Ob das sicherheitstechnisch wirklich die schlauere Idee ist, bei einer Frontwinde? Wenn das mein Auto wäre und ich mich daneben stellen sollte würde ich es bevorzugen, die Winde macht einen Satz von 2 Metern in eine Richtung die ich kenne und liegt dann im Dreck.

Deswegen baut man Überlastsicherungen ein, die ein geringeres Gamma haben.

Der Jupiter hat an der 80 kN-Winde z.B. eine Scherschraube.
Beim KAT bleibt der Ölmotor einfach stehen.
Bei einer Elektrowinde würde man den Strom mit einer ANL-Sicherung begrenzen.

Und schon reißt weder das (unbeschädigte) Seil, noch reißt die Winde aus dem Rahmen.


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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#23 Beitrag von Lampenhalter » 2020-04-14 22:49:45

Hallo,

danke für die Antwort. :) Überlastsicherung verstehe ich, das erscheint mir sinnvoll und da hatte ich so im Speziellen nicht dran gedacht.

Bei ANL-Sicherungen bin ich als Elektrotechniker allerdings aus verschiedenen Gründen am Stirnrunzeln. Da würde ich vorher mit dem spitzen Bleistift nochmal nachrechnen. Im eigenen Fahrzeug würde ich wahrscheinlich versuchen das anders zu lösen...

Grüße...
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#24 Beitrag von Ingenieur » 2020-04-15 0:49:31

Hallo,

ja, der Einwand ist berechtigt.

Die Blechstreifensicherungen sind natürlich nur "Schätzeinrichtungen".

Besser geht immer.

Wer es ganz schick machen will, klebt an die maßgebende Stelle einen Dehnungsmeßstreifen auf.
Dann eine Auswerteelektronik, und schon kann man sich die jeweilige Windenlast digital anzeigen lassen.
Bei Gamma 1,2 gibt es dann z.B. einen Warnwert, und bei 1,4 z.B. einen Abschaltwert.

Der Perfektion nach oben sind keine Grenzen gesetzt.


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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#25 Beitrag von Lampenhalter » 2020-04-15 2:27:32

Hallo,

gar nicht mal nur wegen Schätzeinrichtung. Das sind im Grunde alle Sicherungen, damit kann man bei normaler Anwendung auch leben. Eigentlich hauptsächlich aus zwei Gründen:

1."Starterbatterien" aus unseren Gefilden liefern teilweise mehr Kurzschlusstrom, als so eine Sicherung abschalten kann. Gleichstrom ist da noch ekliger als Wechselstrom. Schmelzsicherungen sind grundsätzlich fein und können hohe Kurzschlussströme ab, aber nur wenn irgendeine Lichtbogenlöschung stattfindet. In der etwas älteren Hausinstallation macht das der Sand in den Keramikeinsätzen.
Die ANL-Sicherungen haben keinen Sand und auch sonst nichts in der Richtung. Ab ca. 2,5 kA bleibt der Lichtbogen ("Kurzschluss") damit einfach stehen. Die sind bei unseren "Batterien" schneller zusammen, als man denkt. Gerade wenn man die Sicherung am Batteriepol und mit ordentlich Querschnitt (Kupfer ist ja gut für den Strom...) montiert. Die Gefahr wird umso größer, je größer die Querschnitte nach der Sicherung in Richtung Winde werden. Im Idealfall brennt erst einmal die Verkabelung ab, bevor einem die Batterie platzt.
Bei den kleinen Sicherungen (10, 20, 30 A usw.) ist das alles kein Thema, weil die nachfolgende Verkabelung so klingeldrahtig dünn ist, dass kein vernünftiger Kurzschlussstrom zusammenkommt.
Auch im Pkw-Bereich kein großes Drama, weil zumeist kleinere Batterien eingebaut sind. Aber je mehr Schmackes der Akku hat und umso dicker die Kabel werden, umso suspekter sind mir diese Sicherungen.

2. Wie alle Sicherungen ist die "thermische Auslösung" (=Auslösen wegen Überlast) ab Werk mit ordentlich "Sicherheit" dimensioniert. 160 % Nennstrom halten die zumeist als Dauerstrom, ohne überhaupt irgendwas auszuschalten. Darüber hinaus gedenken sie dann irgendwann mal abzuschalten (mit zunehmendem Strom quadratisch schneller). Die ANL-Sicherungen die ich so kenne sind dafür ausgelegt, 220% Strom für max. 60 s zu tragen (genaues entnehme man der Auslösecharakteristik seines Datenblattes der Sicherung). Damit sind wir über das Gamma vom Stahlseil schon drüber. Wenn man Pech hat, bleibt die auch wirklich 60 s stehen und der Hersteller hat nicht einmal was falsch gemacht. Hinzu kommt, dass man ja normalwerweise die nächstgrößere Sicherung oberhalb vom Nennstrom der Winde nimmt. Dem Gleichstrommotor an der Winde ist das völlig wurscht. Der zieht die 220 % eine ganze Weile, eh da was passiert.

</klugscheiß>, ich weiß... ;)

Deswegen mein Reden. Geht wahrscheinlich schon. Mal nachrechnen kann bei Verbrauchern mit so hohen Stromstärken trotzdem nicht schaden, die Probleme ähneln der Mechanik. :)
Aber ich sehe ein, es entfernt sich langsam von der ursprünglichen Thematik.

Grüße...
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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#26 Beitrag von felix » 2020-04-15 9:17:12

Moin,

habe beruflich die Rahmen(Press)werke von drei großen und einem kleinen europäischen Lkw-Hersteller besucht, außerdem die von mehreren Anhängerhersteller.

Nieten bei Lkw-Rahmen ist stand der Technik. Wird heute kalt mit einem hydraulischen Handwerkzeug gemacht, sieht aus wie eine große hydraulische Schraubzwinge und ist so schwer, dass das Werkzeug bei der Handhabung von einem kleinen Kran geführt wird.

Schweißverbindungen am Lkw Rahmen kenne ich nur bei Tatra. Bei verwindungsweichen Rahmen kenne ich Freigaben dafür auch nur vor den Konsolen der ersten oder hinter denen der letzten Achse. Bei Anhängern sind geschweißte Rahmen aber durchaus üblich.

Bei keinem Hersteller werden wie von dir beschrieben gestrahlte Teile direkt ohne Beschichtung verbaut. Entweder, weil das Korrosionsprobleme gibt, oder schlicht, weil die Beschichtung eines montierten Rahmens vielfach aufwändiger ist, als die der einzelnen Bauteile, kenne den Grund für die Entscheidung nicht.

Alle Hersteller haben:
1. Den Rahmen gelocht und geformt. (Presswerkzeug, Profilstraße, Kanten, cnc-Stanzen oder lasern - das variiert)
2. Strahlen
3. (Meistens) Phosphatieren
4. Pulverlackierung

Warum: eine Beschichtungsstraße für ein Rahmen-C-Profil hat etwa die Größe von zwei Lkw-Aufliegern und arbeitet problemlos vollautomatisch.

In China war ich in einem Werk, wo Lkw-Auflieger mit geschweißten Rahmen gebaut wurden. Dort nimmt die Beschichtung der Chassis eine eigene Werkshalle in Anspruch, eine riesige Hängebahn transportiert und puffert die Auflieger-Chassis zwischen den Prozessen. Außerdem lässt sich ein fertiger Lkw-Rahmen im Gegensatz zu einzelnen Profilen nicht vollständig automisch strahlen und beschichten; schwierige Stellen müssen von Hand nachgearbeitetet werden.

Zudem sind Lkw-Rahmen oft Zulieferteile, welche als fertig beschichteter Bausatz per Lkw durch die Republik bzw. Europa gefahren werden, bevor die erste Schraube montiert wird. Weil es ist wenig praktikabel, fertig montierte Rahmen zu transportieren noch ist es möglich, frisch gestrahltes Material zu versenden.

MlG,
Felix

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#27 Beitrag von midlifecrisis » 2020-04-21 13:28:55

Den Aussagen von Felix kann ich auch zustimmen.
Bei einem Zuliefrer für Rahmenteile, laufen genietet, geschraubt und geschweißt quasi chaotisch über die gleiche Montageline. Die werden dann just in time in der richtigen Sequenz beim Hersteller angeliefert.

Bei der Beschichtung gibt es Pulver und Nass, das macht jeder etwas anders. Ich kenne aber Aufliegerhersteller in DE, A und PL die komplette Auflieger am Stück durch die Automatiklackierkabine fahren. Sowohl Pulver als auch Nass. Davor kommt eine Phosphatierung und ggf. noch KTL.

Somit könnte das was der Ingenieur sagt schon in machen Bereichen zutreffen, erst komplett zusammenbauen und dann anmalen...

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#28 Beitrag von gisszmo » 2020-04-21 15:30:43

Auch eine Sicherung in der Zuleitung für die Winde ist Schwachsinn.
Das Ding soll ziehen bis sie, wenn nötig abraucht.
Dann war sie zu schwach.
Ich möchte nicht an einem steilen Hang, rauf oder runter, an dem Seil hängen ........
und die Sicherung löst aus :eek: :rock: :rock: :angel:
Dann gute Nacht.

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#29 Beitrag von DaPo » 2020-04-21 15:42:22

Wer schlau ist, hat Ersatzsicherungen dabei...
Grüße
DaPo (Daniel)

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Re: Hochfeste Schrauben für Windenhalterung?

#30 Beitrag von OliverM » 2020-04-21 15:57:40

gisszmo hat geschrieben:
2020-04-21 15:30:43
Auch eine Sicherung in der Zuleitung für die Winde ist Schwachsinn.
Das sehe ich anders .
gisszmo hat geschrieben:
2020-04-21 15:30:43

Das Ding soll ziehen bis sie, wenn nötig abraucht.
Das ist imho Schwachsinn
gisszmo hat geschrieben:
2020-04-21 15:30:43

Ich möchte nicht an einem steilen Hang, rauf oder runter, an dem Seil hängen ........
und die Sicherung löst aus :eek: :rock: :rock: :angel:
Dann gute Nacht.
Gute Nacht ist dann nur angesagt, wenn man nicht bereit war vernünftiges Geld für eine Winde auszugeben und /oder die Winde für diesen Einsatzzweck nicht ausgelegt ist.

Gruß

Oliver
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