Wieso Portalwangen nicht verstärken

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holger
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von holger » 29.01.2019, 19:19

Nö, ich hab mich um Faktor 10 verrechnet: Bei F = m*a hab ich nicht die 100kg eingesetzt, sondern 1000N. Richtig heisst es also:
F=100kg*2 m/s² = 200N.

Und das nötige Drehmoment ist dann natürlich auch um Faktor 10 kleiner: 0,16Nm.

Dann passt also mein Gefühl doch :-)

django013
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von django013 » 30.01.2019, 05:02

Du hast insofern Recht, dass meine FEM nicht die tatsächliche Verformung vom Fräser darstellt.
Geschenkt! Bin doch kein Korinthenkakker.

Nee, ne isolierte Betrachtung ist völlig legitim - mache ich auch nicht anders.
Was ich meinte, ist die andere Form der Wange.
Wenn Du die Seitenwange einer Karla anschaust, dann ist der Portalbalken hinter dem Wagen und dem Rechteck wurden zwei Dreiecke abgeschnitten (die Dreiecke könnten die Grundsteifigkeit der Platte vergrößern).
Dann ist es so, dass der Portalbalken meist mit 8 oder mehr Schrauben befestigt ist. Das wiederum führt dazu, dass bei Scherung des Portals an der unteren Kante des Portalbalkens ein Schub entsteht, während an der oberen Kante ein Zug stattfindet. Das sehe ich in Deiner FEM aber nicht.
Für mich sieht Deine FEM aus, wie mit einer Punktlast beaufschlagt.

Lange Rede kurzer Sinn: wenn man die Lastsituation in der Portalwange richtig modelliert, dann ist es mit so trivialer Versteifung nicht getan.
... und wenn man sieht, wie die Versteifung aussehen müsste, beantwortet sich die Eingangsfrage ganz von alleine.

Gruß Reinhard

P.S. in der Ecke gibt es einen Fred zur Auslegung von Steppermotoren. Da werden alle Kräfte berücksichtigt. Mit Formeln und Pipapo ...

CNCler
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von CNCler » 30.01.2019, 07:38

django013 hat geschrieben:
30.01.2019, 05:02
Du hast insofern Recht, dass meine FEM nicht die tatsächliche Verformung vom Fräser darstellt.
Geschenkt! Bin doch kein Korinthenkakker.

Nee, ne isolierte Betrachtung ist völlig legitim - mache ich auch nicht anders.
Was ich meinte, ist die andere Form der Wange.
Wenn Du die Seitenwange einer Karla anschaust, dann ist der Portalbalken hinter dem Wagen und dem Rechteck wurden zwei Dreiecke abgeschnitten (die Dreiecke könnten die Grundsteifigkeit der Platte vergrößern).
Dann ist es so, dass der Portalbalken meist mit 8 oder mehr Schrauben befestigt ist. Das wiederum führt dazu, dass bei Scherung des Portals an der unteren Kante des Portalbalkens ein Schub entsteht, während an der oberen Kante ein Zug stattfindet. Das sehe ich in Deiner FEM aber nicht.
Für mich sieht Deine FEM aus, wie mit einer Punktlast beaufschlagt.

Lange Rede kurzer Sinn: wenn man die Lastsituation in der Portalwange richtig modelliert, dann ist es mit so trivialer Versteifung nicht getan.
... und wenn man sieht, wie die Versteifung aussehen müsste, beantwortet sich die Eingangsfrage ganz von alleine.

Gruß Reinhard

P.S. in der Ecke gibt es einen Fred zur Auslegung von Steppermotoren. Da werden alle Kräfte berücksichtigt. Mit Formeln und Pipapo ...
Ist trotzdem eine Recht effektive Simulation, da die Verformung der Platte durch die beidseitige Verstrebung kaum Vorhanden ist.
D.h. Verformung der Verstrebungen - Verformung der Platte beträgt nur ~1um.
Es ist abgesehen davon keine Punktlast, sondern eine Flächenlast von 120x40, das dürfte schon recht nah an die die Realität rankommen. Auch bei Karla etc. ist es näherungsweise eine Flächenlast. Eine Zugbelastung findet unten bzw. oben nicht anders statt.

Welche Scherung des Portals? Scherkräfte liegen hier so gut wie gar nicht an.

django013
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von django013 » 30.01.2019, 10:52

... da die Verformung der Platte durch die beidseitige Verstrebung kaum Vorhanden ist.
über die versteifte Platte rede ich garnicht.
Solange die Ausgangssituation nicht passt, ist die zweite Simulation witzlos. Zumindest in meinen Augen!
Es ist abgesehen davon keine Punktlast, sondern eine Flächenlast von 120x40, das dürfte schon recht nah an die die Realität rankommen.
Naja - ich widerspreche eben Deiner Annahme.
So wie ich das Bild interpretiere, hast Du die Auslenkung aufgetragen.
Wenn die Seitenwange aber mit dem Portalbalken verschraubt ist, kann die Auslenkung der oberen hinteren Ecke nicht größer sein, als die vordere untere Ecke.
Auch wenn manche mich als Deorethiker verspotten - das stimmt einfach nicht.
Flächenlast hin oder her, es fehlt die Einspannung der Ecke!
Lässt sich ganz einfach mit einem Model aus Papier nachstellen. Ganz ohne Kommputer.
Welche Scherung des Portals? Scherkräfte liegen hier so gut wie gar nicht an.
Wenn Du das Portal als ganzes von vorn betrachtest, dann treten bei der Bearbeitung in Portalrichtung aussschließlich Scherkräfte auf (das Parallelogram wird als ganzes geschert).

Gruß Reinhard aka Gandalf ;)

CNCler
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von CNCler » 30.01.2019, 11:02

Naja - ich widerspreche eben Deiner Annahme.
So wie ich das Bild interpretiere, hast Du die Auslenkung aufgetragen.
Wenn die Seitenwange aber mit dem Portalbalken verschraubt ist, kann die Auslenkung der oberen hinteren Ecke nicht größer sein, als die vordere untere Ecke.
Auch wenn manche mich als Deorethiker verspotten - das stimmt einfach nicht.
Flächenlast hin oder her, es fehlt die Einspannung der Ecke!
Lässt sich ganz einfach mit einem Model aus Papier nachstellen. Ganz ohne Kommputer.
Deine Annahme ist falsch.
Wenn die Kraft rechts an der Portalwange wirkt ist dort auch die Auslenkung größer. Das ist Fakt.
Wenn Du das Portal als ganzes von vorn betrachtest, dann treten bei der Bearbeitung in Portalrichtung aussschließlich Scherkräfte auf (das Parallelogram wird als ganzes geschert).
Nein, mir fällt auf Anhieb keine einzige Scherkraft ein, die beim Fräsen anfällt.
Das sind alles Reibkräfte aufgrund der sitrnseitigen Schraubverbindungen.

KarlG
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von KarlG » 30.01.2019, 11:56

CNCler hat geschrieben:
30.01.2019, 11:02
Wenn die Kraft rechts an der Portalwange wirkt ist dort auch die Auslenkung größer. Das ist Fakt.
Die Kraft wirkt aber nicht rechts an der Portalwange. Es wirkt die Resultierende F(r) der Kraft F an der Fräserspitze, die zu einer Parallelverschiebung (!) des gesamten Portalbalkens führt. Ihr redet aneinander vorbei....
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von django013 » 30.01.2019, 13:37

Moin Karl,

danke für das Bild :D

Yo, das mit dem aneinander vorbeireden ...
... ich denke, wenn jemand ne FEM in den Raum stellt, sollte er auch die Begrifflichkeiten kennen ;)

Du hast den Punkt, auf den es ankommt sehr schon gemalt: die Wange wird nämlich S-förmig verformt und das müsste man auch in der FEM sehen. So sie denn richtig ist.

Gruß Reinhard

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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von Dave » 30.01.2019, 13:52

und wenn man es jetzt ganz genau nimmt, wirkt die Kraft, die parallel zum Portalbalken läuft, in erster Linie auf die Kugelumlaufmutter und damit auf das Festlager, das irgendwie in der Portalwange befestigt ist...

django013
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von django013 » 30.01.2019, 14:33

Moin Dave,

wenn Du ins Detail gehen willst, kommt natürlich noch Torsion von Z-Achse und Portalbalken hinzu.
Aber unter der Prämisse, die Portalwange isoliert zu betrachten, kann man schon von ausgehen, dass die Kraft über den Portalbalken wirkt.
Flächenlast stimmt schon, nur fehlt eben die Verschraubung mit dem Portalbalken, um die S-förmige Verformung zu bekommen.
Wenn dann noch der Portalbalken hinter den Wagen der Y-Achse steht und die Ecken wech sind, dann kommt man langsam zu den "echten" Krümmungslinien, die dann auch eine andere Versteifung erfordern würden.

Wenn Du aber davon ausgehst, dass das Festlager nicht mit dem Portalbalken verschraubt, sondern in der Portalwange integriert ist, dann sieht die Belastungssituation wieder völlig anders aus.

Gruß Reinhard

CNCler
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Re: Wieso Portalwangen nicht verstärken

Beitrag von CNCler » 30.01.2019, 14:55

KarlG hat geschrieben:
30.01.2019, 11:56
CNCler hat geschrieben:
30.01.2019, 11:02
Wenn die Kraft rechts an der Portalwange wirkt ist dort auch die Auslenkung größer. Das ist Fakt.
Die Kraft wirkt aber nicht rechts an der Portalwange. Es wirkt die Resultierende F(r) der Kraft F an der Fräserspitze, die zu einer Parallelverschiebung (!) des gesamten Portalbalkens führt. Ihr redet aneinander vorbei....
Ich glaube du hast mich missverstanden: Sicherlich resultiert die Kraft in einer Verschiebung des Portalsbalkens, jedoch behauptete Reinhard, dass es nicht sein, kann, dass sich die Portalwange rechts, wo der Portalsbalken verschraubt ist, weiter biegt als links, wo sie frei hängt.
django013 hat geschrieben:
30.01.2019, 13:37
... ich denke, wenn jemand ne FEM in den Raum stellt, sollte er auch die Begrifflichkeiten kennen ;)
Von welchen Begrifflichkeiten soll hier die Rede sein?
django013 hat geschrieben:
30.01.2019, 13:37
Du hast den Punkt, auf den es ankommt sehr schon gemalt: die Wange wird nämlich S-förmig verformt und das müsste man auch in der FEM sehen. So sie denn richtig ist.
Karl hat die Problematik verstanden - Du nicht.
Es ist eben keine S - Verformung, sondern eben eine mit scharfen Kanten (Portalbalken und Führungswägen)
Mal abgesehen davon ist diese Diskussion unnütz, denn es geht nicht um die Bestimmung der Belastungsart, sondern um den Nutzen einer Verstrebung bei jener gleichen Belastungsart.

Ob ich speziell die Punkte der Schrauben als Abhängigkeit angebe, oder den Balken als ganzes spielt so gut wie keine Rolle.
Eine M8 Schraube zieht mit mindestens 10kN.
D.h. eine Befestigung mit 3 bzw. 6 Schrauben wird dort mit 30 bzw. 60kN gehalten.
Da kann man näherungsweise davon ausgehen, dass Balken und Portalwange "wie aus dem vollen" miteinander verbunden sind. Das macht bei den paar Newton Belastung nichts aus.

Gruß
Zuletzt geändert von CNCler am 30.01.2019, 14:59, insgesamt 2-mal geändert.

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