Infobrief Nr. 163 - Mai / Juni 2017

von Fritz Ruoss

Bei Fertigungsausgleich durch die Windungszahl n kann die Blocklänge Lc kein Prüfmaß sein. Lc wurde in dem Fall auch bisher schon ohne Toleranz ausgegeben, zusätzlich wird das Maß in dem Fall jetzt noch in Klammern gezeichnet.

Wenn eine Feder ausknickt und von Dorn oder Hülse abgestützt wird, sollte das Spiel möglichst klein sein, ebenso die Reibung. Je größer das Spiel, desto größer die Querkraft gegen die Wand.

Alternativ zur Auswahl aus der Werkstoffdatenbank kann man die wichtigsten Werkstoffdaten (E-Modul, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit) jetzt auch direkt eingeben.

Die aus Gütegrad 1,2,3 nach DIN 2194 berechnete Toleranz für den Abbiegewinkel bei abgebogenen Schenkeln war falsch berechnet worden. Das betrifft nur Schenkelfedern mit abgebogenen Schenkeln. Die Toleranz Aphi wird in Fertigungszeichnung und Quick-Ansichten nicht ausgedruckt, sondern nur im Standardausdruck. Wohl deshalb wurde der Fehler nicht früher bemerkt. Für den Hinweis bedanke ich mich bei Herrn Demmelbauer von Hutter & Schrantz Stahlfedern.

Bei Gußeisen mit Kugelgraphit wurden folgende Daten geändert:

EN-GJS-400: HB von 180 in 170

EN-GJS-600: E-Modul von 180 GPa in 174 Gpa

EN-GJS-1000: E-Modul von 190 GPa in 168 GPa, µ von 0,29 in 0,27, Dichte von 7,2 in 7,1.

Für Hinweise und Unterlagen danke ich Herrn Schulze von BS Antriebstechnik.

Die bisher in ZAR-Software verwendete Berechnungsmethode mit Berechnung der Anwendungsfaktoren KA nach Niemann ist in ISO 6336-6 beschrieben, aber laut Norm nur noch als Näherungslösung zulässig. Deshalb wird jetzt zusätzlich die alternative Berechnung mit Einzelberechnung aller Laststufen und Ermittlung der Lebensdauer aus Miner-Summe angeboten (konfigurieren unter Bearbeiten->Berechnungsmethode).

Die Lebensdauer von Rad 1 und Rad 2 muß bei dieser Methode getrennt berechnet werden, mehr ist dazu in der ISO 6336-6 nicht erwähnt. Auch die Anzahl der Lastwechsel je Umdrehung für die Berechnung der Lebensdauer aus der Anzahl der Lastwechsel bis Versagen ist in ISO 6336-6 immer 1. Für die Berechnung der Paarung Sonne-Planet eines Planetengetriebes mit 3 Planeten hat das Sonnenrad 3 Eingriffe je Umdrehung und das Planetenrad 2 Eingriffe je Umdrehung. "N stress cycles" in ISO 6336 beziehen sich immer auf das Ritzel. Für die Umrechnung auf Rad 2 ist Zähnezahlverhältnis und Anzahl der Lasteingriffe zu berücksichtigen:

N2 = N1 * z1/z2 * e2/e1

Mit 1=Ritzel, 2=Rad, N=Anzahl Lastzyklen, z=Zähnezahl, e=Zahneingriffe/Umdrehung

Neu ist die Eingabe der Periodendauer für das eingegebene Lastkollektiv. Damit hat man die Möglichkeit, Stillstandszeiten einzugeben. Die Stillstandszeit wird nicht direkt eingegeben wie in ISO 66336-6, sondern aus der Differenz von Periodendauer bzw. Gesamtlaufzeit und Summe der Zeitanteile im Lastkollektiv berechnet. Die Periodendauer ist idealerweise die geforderte Gesamtlaufzeit, wenn zuvor die Lastspielzahlen über die Lebensdauer eingegeben wurden. Die Periodendauer kann aber auch z.B. eine Stunde oder 1 Tag sein, wenn die Zeitanteile der Drehmomentklassen für eine Periode (Lastzyklus) eingegeben wurden. Wenn man 0 eingibt oder die eingegebene Periodendauer kleiner ist als die Summe der Zeitanteile Lastkollektiv, wird die Periodendauer als Summe der Zeitanteile des Lastkollektiv gesetzt, die Stillstandszeit ist dann 0.

Die Periodendauer kann man eingeben in Sekunden, Minuten, Stunden, Tagen oder Jahren.

Die beiden Berechnungsmethoden kann man vergleichen, indem man die berechnete Lebensdauer vergleicht. Da man beim Lastkollektiv jetzt auch eine Stillstandszeit berücksichtigen kann, bei der Lebensdauer aus KA aber nicht, muß man die Lebensdauer bei 100% ED vergleichen.

Bei der Berechnung der Lebensdauer aus Miner-Summe werden alle Laststufen berücksichtigt, bei der Berechnung von KA dagegen nur wenn das Drehmoment größer als 50% Nennmoment ist oder wenn die Summe der Lastwechsel für Dauerfestigkeit aus der Wöhlerkurve erreicht ist.

Für das Berechnungsbeispiel Tabelle 2 aus ISO 6336 werden nach der KA-Methode für das Ritzel bis Pitting 3900 Stunden berechnet und nach der Miner-Methode 6000 Stunden. Wenn man die Stillstandszeit von 6E6 s in 70 Tagen berücksichtigt, beträgt die Lebensdauer (Pitting Rad 1) 5455621 Stunden = 630 Jahre. In ISO6336 Anhang C werden 30 Jahre berechnet mit einem Sicherheitsfaktor von 1.428. Die Stillstandszeit von 99,9% ist extrem hoch bei diesem Beispiel, in 30 Jahren ist das Getriebe nur 10 Tage in Betrieb.

Beim Diagramm wurden die Grenzen geändert, so daß die SN-Kurve (Wöhlerkurve) auf jeden Fall eingezeichnet wird, jetzt als fette rote Kurve. Die äquivalente SN-Kurve des Lastkollektivs wird nicht mehr eingezeichnet und die zugehörigen Parameter TnFeq, TnHeq, T0Feq und T0Heq nicht mehr ausgedruckt, da auch in ISO 6336 nicht verwendet. Die Skala für die Lastspielzahlen kann linear oder logarithmisch gezeichnet werden.

Iterativ berechnet wird das Drehmoment für die Sicherheiten SF=1 und SH=1, außerdem die Statische Sicherheit SHplast und SFplast für das größte Drehmoment aus dem Lastkollektiv.

ZAR1+,ZAR2,ZAR5,ZAR6,ZAR7,ZAR8: Eingabe Lastkollektiv mit Drehzahlen

Durch Anzeige von Nenndrehmoment, Nennleistung und Nenndrehzahl sowie deren Verhältnis zu den Daten der Laststufe in % wird die Eingabe informativer.

Bei der Eingabe "n,T,P,t" werden die Eingaben umgerechnet auf die Anzahl der Lastwechselanteile. Die eingegebenen Daten wurden bislang nicht gespeichert, es kann auch nicht aus der Anzahl der Lastwechselanteile auf n,T,P,t zurückgerechnet werden. Jetzt wird für jede Klasse des Lastkollektivs zusätzlich die Drehzahl gespeichert. Wenn nichts angegeben ist, wird die Nenndrehzahl gespeichert.

Auch in der Tabelleneingabe kann man jetzt die Drehzahl für jede Klasse eingeben und speichern.

Für Austausch mit Excel gibt es eine neue Export/Import Excel Funktion. Alternativ kann man auch wie bisher eine Excel-Tabelle mit Copy und Paste übernehmen.

Außerdem gibt es noch die KOL-Dateien für Import/Export von Lastkollektiven. Das KOL-Format wurde um Drehzahlen erweitert.

Bislang musste man die Laststufen beginnend mit dem größten Drehmoment in der richtigen Reihenfolge eingeben. Jetzt kann man auch alles unsortiert eingeben und am Schluß vom Programm nach Drehmoment sortieren lassen.

Zusätzlich zur Quick-Ansicht gibt es für die Lastkollektiv-Berechnung mit Miner-Summe (Pitting und Zahnfußspannung) Tabellen für Rad 1 und Rad 2. Für jede Klasse des Lastkollektivs wird Lastwechselanteil (N %) und Schädigungsanteil (tF %) angezeigt (ähnlich wie in FED1+ Lastkollektiv). Der Schädigungsanteil wird berechnet als fi = Ui / Miner-Summe.

Da die Miner-Summen für 4 verschiedene Schädigungstypen (Zahnfußdauerbruch und Pitting für Rad 1 und Rad 2 berechnet werden müssen, gibt es eine Vielzahl von Daten, die in insgesamt 3 Tabellen dargestellt werden können.

Bei Eingabe der Klemmplatten kann man die elastische Nachgiebigkeit alternativ eingeben, statt sie vom Programm berechnen zu lassen. Jetzt wurde festgestellt, daß die eingegebene elastische Nachgiebigkeit bei Berechnung von deltaP nur berücksichtigt wurde, wenn als Berechnungsmethode "Elastische Nachgiebigkeit" "Verformungshülse" eingestellt war. Ab sofort werden selbstdefinierte elastische Nachgiebigkeiten auch bei Berechnungsmethode "Verformungskegel" berücksichtigt. Für Hinweise und Unterlagen bedanke ich mich bei Herrn Huegl von Leadec Engineering.

In WST1 war es bislang so, daß für alle Stähle der Werkstoffgruppe 1 bis 27 ein Größenfaktor b0=1+0.2*[1-log(d)] für die Berechnung der Spannungen verwendet wurde, wenn eine Materialdicke <> 10mm eingegeben wurde. Die Werkstoffdaten aus den Datenbanken beziehen sich auf 10 mm Dicke. Weil der Größeneinfluß je nach Werkstoff und Wärmebehandlung unterschiedlich sein kann, gibt es jetzt die Möglichkeit, den Exponenten für die Berechnung des Größenfaktors selber einzugeben. Zunächst muss man ankreuzen, daß ein Größenfaktor berücksichtigt werden soll. Wenn die Grenzspannungen unabhängig von der Materialdicke gelten, ist der Größenexponent bexp=0. Für Stähle gilt meist ein Größenexponent zwischen 0.1 und 0.4.

b0(d) = 1 + bexp [1 – log (d)]

In der Werkstoffdatenbank wurden die Dauerfestigkeitswerte ergänzt, so daß nunmehr auch Smith-Diagramm, Haigh-Diagramm, Goodman-Diagramm und Wöhlerkurve angezeigt werden. Die Daten wurden von EN 13906-1 und den Federprogrammen übernommen.

Änderungen bei E-Modul und Festigkeitsdaten gab es bei folgenden Werkstoffen:

EN-GJS-400, EN-GJS-500, EN-GJS-700, EN-GJS-800

Neu in WST1: EN-GJS-1000-5, EN-GJS-1050-6, EN-GJS-1200-2, EN-GJS-1400-1, EN-GJV-400

Planetenzahnräder werden auf Wälzlagern ohne Außenring und/oder Innenring gelagert, wenn nicht genügend Platz vorhanden ist. Dafür gibt es jetzt 2 neue Wälzlagertypen: Vollrollige Lagerung mit Zylinderrollen mit Innenring, aber ohne Außenring, sowie vollnadelige Lagerung ohne Außen- und Innenring und ohne Käfig.

Für vollnadelige Lagerung wird das Spiel zwischen den Rollen (Teilkreisendspiel TES = 5E-3 Z) vom Programm berechnet (nach Schaeffler). Daraus ergibt sich dann der Laufbahndurchmesser von Welle und Bohrung bzw. von Planetenbolzen und Planetenrad. Um die Wälzlager wie gewohnt aus Datenbank wählen zu können, wurden für Wälzrollen von 1mm bis 6mm mit Breiten von 5.8mm bis 39.8mm und 10 bis 50 Wälzkörpern die Laufbahndurchmesser, Tragzahlen C und C0 und Masse berechnet. Das ergibt dann eine Datenbank mit 2500 Datensätzen.

Bei den jüngsten Hackerangriffen auf Windows-Rechner wurde von staatlichen Experten empfohlen, Windows immer durch automatische Updates aktuell zu halten. Dann sei der Computer vor Hackerangriffen geschützt. Da bin ich eher skeptisch, wenn mein Computer ungefragt eine Internetverbindung aufbaut, Daten sendet und Updates herunterlädt. Was Microsoft kann, könnte irgendwann auch Hackern gelingen. Dann kann der Rechner via automatischer Updatefunktion nach Belieben gesteuert und manipuliert werden. Windows 10 verwenden wir nur noch auf einzelnen Rechnern zum Testen von Software. Windows 10 und Windows 8.x sind gut für Spiele, Unterhaltung und soziale Netzwerke, für Berechnungsprogramme und technische Anwendungen ist Windows 7 die bessere Wahl.

Bei manchen Windows 10 Updates wird sogar die Festplattenpartition verkleinert, offenbar werden ca. 500 MB versteckt auf der Festplatte reserviert, unsichtbar für den Anwender. Wenn Sie nach einem Windows 10 Update einen "Invalid key code" Fehler erhalten, weil die Festplatte angeblich um 0.5 GB geschrumpft ist, müssen Sie die *.cod-Dateien löschen, dann Programm starten und key code request senden.

Falls Sie mehrere Festplatten im PC haben oder Ihr Festplatte auf mehrere logische Laufwerke aufgeteilt ist, installieren Sie HEXAGON Software besser nicht auf dem Windows-Systemlaufwerk, wenn das Betriebssystem Windows 10 ist. Schon mehrere Kunden brauchten neue key codes, weil ein Windows 10 Update die Systempartition der Festplatte um ca. 0,5 GB verkleinerte.

Wenn Sie in Ihrem PC eine kleinere, schnelle SSD sowie eine größere, langsamere Festplatte haben, installieren Sie HEXAGON Software auf der (langsamen) Festplatte, wenn Windows auf der SSD läuft. Wenn Sie den Programmablauf Ihrer HEXAGON Software mit Hilfe der schnellen SSD beschleunigen wollen, dann konfigurieren Sie den temporären Ordner auf der SSD (unter "Datei\Einstellungen\Directories").

Die neue Option, daß bei Programmstart alle dbf-Dateien automatisch in das Temporärverzeichnis kopiert werden, hat sich bewährt. Auch diverse Schreibschutz- und Zugriffsprobleme bei der Installation der Datenbankdateien konnten dadurch behoben werden. Deshalb wird das jetzt die Standardeinstellung bei Netzwerkversionen.

Das Temporärverzeichnis sollte ein möglichst schnelles lokales Laufwerk (Festplatte oder RAM-Disk) sein, kein Netzwerkpfad.

Programm startet mit Datenbankfehler seit Update oder Pfadänderung? Dann wird die cfg-Datei mit der Konfiguration nicht gefunden. Kopieren Sie die cfg-Datei in c:\hexagon\.