Aus rechnerischer, konstruktiver und anwendungsbezogener Sicht wird die Auslegung von Schraubverbindungen zur Befestigung von Triebwerkhaltern (Verbindung von Motor/Getriebe mit der Karosserie) unter Berücksichtigung von Extrembelastungen beschrieben. Dabei müssen die Kräfte vom Triebwerk in die tragende Fahrzeugstruktur eingeleitet werden. Dies wird anhand einer Zeichnung (Anordnung der Triebwerkhalter) näher erläutert. Aus Montage- und Demontagegründen werden die Halter mittels lösbarer Schraubverbindungen, die zu den höchstbeanspruchten im Fahrzeug gehören, befestigt. Anhand einer Explosionsdarstellung wird das der rechnerischen Auslegung zugrunde liegende FEM (Finite Elemente Modell) eines Triebwerkhalters diskutiert. Hiermit werden für verschiedene Standardlastfälle (Extremsituationen) wie der 'Journalistentest' (sprunghaftes Einkuppeln bei hoher Motordrehzahl) oder 'Schlaglochdurchfahrt' dynamische Berechnungen durchgeführt, deren Ergebnisse nach Herstellung eines Prototps verifiziert werden. Als Ergebnis ergeben sich rechnerisch und experimentell die Kräfte in Haltermitte, die sich jedoch nicht gleichmäßig auf alle Schrauben verteilen. Mit Hilfe der FEM wird die Kraftverteilung auf die einzelnen Schrauben berechnet, wobei auch Verformungen und Spannungen ermittelt werden. Darstellung der Kraftverteilung für zwei Halterkonfigurationen (2 und 3 Verschraubungspunkte). Es zeigt sich, daß die an einer Schraube wirkende Querkraft größer sein kann als die von außen eingeleitete Lastkraft. Weiterhin wird durch Einfügen einer zusätzlichen Schraube (3 Punkte) die Belastung erhöht. Berechnungsrundlagen und Auslegungskriterien stehen in der VDI-Richtlinie 2230. Für Triebwerkhalter sind noch weitergehende Berechnungen mit der FEM erforderlich.Es ist darauf zu achten, daß die Querkräfte kraftschlüssig allein durch die Haftreibung übertragen werden, daß keine Relativbewegungen wie Rutschen zwischen den verspannten Teilen und auch kein 'Aufklaffen' der Trennfuge auftreten können.
Auslegung von Schraubverbindungen zur Befestigung von Triebwerkhaltern
Dimensioning of bolt connections for the attachment of engine mounts
Konstruktion ; 53 , 5 ; 67-71
2001
5 Seiten, 9 Bilder, 8 Quellen
Article (Journal)
German
Motorblock , Aufhängung , Schraubverbindung , Design (Entwurf) , Entwurfsparameter , numerische Simulation , dynamisches Verhalten , Befestigungselement , Querkraft , Kraftverstärkung , Finite-Elemente-Methode , Theorie-Experiment-Vergleich , Spannungsberechnung , Druckerweichung , Haftreibung , Rutschfestigkeit , Kraftverteilung
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