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Da ich im Frühjahr meine Vorderachsen blank hatte, bin ich auch über dieses Thema hier gestoßen und hab mir als Hausaufgabe mitgenommen, mal nachzurechnen, welches Prinzip der klemmbaren Mutter wohl das passendste ist.
Hier dazu die Ergebnisse einer vereinfachten* FEM-Berechnung:
Achsmuttern.png
Zu sehen sind in Regenbogenfarben die Spannungen in der Mutter und in Wärmebildfarben die Kontaktdrücke auf der Achse. (Die Achse ist verformt dargestellt in 1000facher Skalierung, um zu erkennen, wo der Druck aufgebaut wird.) Die Klemm"schraube" sitzt immer gleich, variiert wird lediglich das weggenommene Material.
Angefangen bei einer vollen Mutter oben links, folgen die zwei Typen, die hier im Wesentlichen zum Einsatz kamen, dann Klaus' Modifikation und unten links noch Ralfs Vorschlag.
Wenn man einen rundherum möglichst gleichmäßigen Anpressdruck als Optimum annimmt, erkennt man bei den zwei in Serie gefertigten Typen das Potential, dass hier steife mit weichen Abschnitten in der Mutter kombiniert sind und der Anpressdruck entsprechend nur an 2 bzw. 3 Stellen lokal anliegt.
Klaus' Vierkant ist da schon eine Optimierung - auch Ralfs Mutter in der Wirkung ähnlich, allerdings wegen der Kerbe (=Spannungsspitze) m. E. nicht die beste Wahl.
Die erste, kreisrunde Mutter ist allgemein für die M5-Schraube bzw. für den Anpressdruck zu wuchtig ausgelegt.
Unten in der Mitte habe ich dann noch zwei Vorschläge, bei denen der Anpressdruck optimiert (und die Spannungen in der Mutter selbst minimiert) sind.
Vielleicht ist aber auch gerade das zweiseitige Klemmen der 2. Mutter von links oben ideal - das müsste man letztlich in einem Praxistest herausfinden oder die Theorie dahinter besser verstehen.
Das nur mal als Anregung, falls die Entwicklung hier noch weitergehen soll.
Und noch die Frage: Wie schauts aus, eine Zeichnung mit den 2,3 relevanten Maßen hier zu verteilen? So dass man sich die Mutter nachfertigen kann. (In meinem CAD-Modell habe ich die hier noch nicht dokumentierten Maße aus allen hilfreichen Bildern und Screenshots mittels Photoshop abgeschätzt
)
* symmetrisiertes Modell ohne Gewinde und ohne Reibung, Klemmkraft der nicht modellierten M5-Schraube = 5 kN an den spaltnahen Bohrungsflächen, die in den Ergebnissen rot abgesetzt sind (= hohe Spannung)
Hier dazu die Ergebnisse einer vereinfachten* FEM-Berechnung:
Achsmuttern.png
Zu sehen sind in Regenbogenfarben die Spannungen in der Mutter und in Wärmebildfarben die Kontaktdrücke auf der Achse. (Die Achse ist verformt dargestellt in 1000facher Skalierung, um zu erkennen, wo der Druck aufgebaut wird.) Die Klemm"schraube" sitzt immer gleich, variiert wird lediglich das weggenommene Material.
Angefangen bei einer vollen Mutter oben links, folgen die zwei Typen, die hier im Wesentlichen zum Einsatz kamen, dann Klaus' Modifikation und unten links noch Ralfs Vorschlag.
Wenn man einen rundherum möglichst gleichmäßigen Anpressdruck als Optimum annimmt, erkennt man bei den zwei in Serie gefertigten Typen das Potential, dass hier steife mit weichen Abschnitten in der Mutter kombiniert sind und der Anpressdruck entsprechend nur an 2 bzw. 3 Stellen lokal anliegt.
Klaus' Vierkant ist da schon eine Optimierung - auch Ralfs Mutter in der Wirkung ähnlich, allerdings wegen der Kerbe (=Spannungsspitze) m. E. nicht die beste Wahl.
Die erste, kreisrunde Mutter ist allgemein für die M5-Schraube bzw. für den Anpressdruck zu wuchtig ausgelegt.
Unten in der Mitte habe ich dann noch zwei Vorschläge, bei denen der Anpressdruck optimiert (und die Spannungen in der Mutter selbst minimiert) sind.
Vielleicht ist aber auch gerade das zweiseitige Klemmen der 2. Mutter von links oben ideal - das müsste man letztlich in einem Praxistest herausfinden oder die Theorie dahinter besser verstehen.
Das nur mal als Anregung, falls die Entwicklung hier noch weitergehen soll.
Und noch die Frage: Wie schauts aus, eine Zeichnung mit den 2,3 relevanten Maßen hier zu verteilen? So dass man sich die Mutter nachfertigen kann. (In meinem CAD-Modell habe ich die hier noch nicht dokumentierten Maße aus allen hilfreichen Bildern und Screenshots mittels Photoshop abgeschätzt
)* symmetrisiertes Modell ohne Gewinde und ohne Reibung, Klemmkraft der nicht modellierten M5-Schraube = 5 kN an den spaltnahen Bohrungsflächen, die in den Ergebnissen rot abgesetzt sind (= hohe Spannung)
