Die über den einzelnen Aufgaben stehenden Zeitangaben sind prüfungsähnliche Lösungszeiten. Wir empfehlen Ihnen, diese Zeitangaben mit den von Ihnen gebrauchten
tatsächlichen Lösungszeiten zu vergleichen. Dies ist für Sie ein gutes Prüfungstraining.
1. (45 min)
In einem Hydraulikzylinder ist der Kolben mit der Kolbenstange durch eine Zylinderschraube mit Innensechskant nach DIN ISO 4762 verbunden. Der Kolben wird
mit einem Druck von p = 50 · 105 Pa beaufschlagt. Die Betriebskraft wirkt dynamisch
zwischen FBmin = 2000 N und FBmax Kolbenwerkstoff C45
Stangenwerkstoff E295 Die Auflagestelle zwischen Kolben und Kolbenstange erfordert wegen ihrer Dichtfunktion eine Mindestflächenpressung pmin = 10 N/mm2
. Weil der Gewindedurchmesser und somit der Durchmesser DI
noch nicht feststehen, kann näherungsweise
mit dem vollen Stangendurchmesser gerechnet werden. Die Verbindung soll mit
einem Drehmomentenschlüssel mit dynamischer Drehmomentmessung (kA = 1,6)
angezogen werden. Reibungsbeiwert µges = 0,125 für die unbehandelte, geölte
Schraube. Die Festigkeitsklasse soll 10.9 betragen.
Hinweis: Die Senkungstiefe im Kolben für den Schraubenkopf entspricht der Kopfhöhe. Berechnen Sie:
a) Schraubendurchmesser nach grober Vorauswahl
b) Schraubendurchmesser nach überschläglicher Berechnung (Reihe 1)
c) Einhaltung der Flächenpressung zwischen Kopf- und Mutternauflage
d) Anzugsmoment
2. (30 min)
Es ist die Vernietung des Knotenpunktes einer Leichtmetallkonstruktion aus
AlMgSi1F32 zu berechnen.
Gegeben: – Kraft im Untergurt Fu = 8000 N
– Kraft im Diagonalstab Fd = 5500 N
– Dicke des Diagonalstabprofils s1 = 2 mm
– Dicke des Knotenbleches s2 = 3 mm
– Dicke des Untergurtprofils s3 = 2 mm
– Lastfall H
– Es sind Halbrundniete nach DIN 660 vorzusehen. Gesucht: a) Nietabmessungen im Untergurt:
• Nietdurchmesser, Nietlochdurchmesser, Nietlänge
• Anzahl der Niete, inkl. normgerechter Benennung der Niete
• Mindestbreite b des Knotenblechs
b) Nietabmessungen im Dialogstab:
• Nietdurchmesser, Nietlochdurchmesser, Nietlänge
• Anzahl der Niete, inkl. normgerechter Benennung der gewählten
Niete 3. (30 min)
Die Nabe eines Schalthebels soll mit einer Welle durch einen Kegelstift nach DIN EN
22339 als Querstift verbunden werden. Am Ende des Hebels ist an einem Kerbstift
nach DIN 1469 eine Zugfeder befestigt. Die maximale Federkraft (schwellend) beträgt Fmax = 550 N; Stöße sind kaum zu erwarten. Wegen geringer Schwenkbewegungen kann pzul um 50 % erhöht werden.
l1 = 80 mm; l2 = 15 mm; s = 20 mm ØdW = 32 mm
Berechnen Sie ...
a) den Querstiftdurchmesser d, einschließlich Nachprüfung auf Abscherbeanspruchung τa und Flächenpressung p. Bei Verwendung der Gleichung 3.10 bitte Mittelwert einsetzen,
b) den Kerbstiftdurchmesser d1 einschließlich Nachprüfung auf Flächenpressung p.
Werkstoffe: Hebel: GJL (GG)
Welle: S235JR
Stifte: E295
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