Infobrief Nr. 168 - März/April 2018

von Fritz Ruoss

Eine zweisprachige Fertigungszeichnung deutsch/englisch kann man jetzt für Druckfedern ausgeben.

Die Mittellinie der Schenkelfeder kann man jetzt auch als STEP-Datei generieren.

In der Werkstoffdatenbank (fed9wst.dbf) wurde Incoloy A-286 nachgetragen (federhart und federhart+ausgelagert).

Die Fertigungszeichnung kann man jetzt in deutsch, englisch, französisch, italienisch, schwedisch, spanisch, portugiesisch und holländisch ausgeben.

Wer bisher ein Update in Englisch oder anderen Sprachen gekauft hat nur um die Fertigungszeichnung in Englisch oder anderen Sprachen auszudrucken, kann sich das jetzt sparen. Außer man stört sich daran, dass die Werkstoffbezeichnung aus der Datenbank in deutsch ist.

Auch die Fertigungszeichnung von Zugfedern kann man jetzt in deutsch, englisch, französisch, italienisch, schwedisch, spanisch und holländisch ausgeben.

Die berechnete Tellerfeder kann jetzt als 3D STL-Modell ausgegeben werden.

Für den Werkstoff OTEVA 91 (VD-SiCrVMo) war das Goodman-Diagramm im nicht nitrierten Zustand zu konservativ dargestellt, weil die Daten auf d=1 statt d=3.85mm bezogen waren. Die Daten in der Werkstoffdatenbank fedwst.dbf wurden korrigiert. Für den Hinweis danke ich Herrn Gaedtke von HAWE Hydraulik.

Neu aufgenommen in die Federdrahtdatenbank fedwst.dbf wurden 3 OTEVA Ventilfederdrähte:

OTEVA 74 SC ist ein ölschlußvergüteter SiCr-legierter Ventilfederdraht, geschält. Zugfestigkeit und Dauerschwingfestigkeit ist gleich wie OTEVA 75 SC (VD-SiCrV), aber nur bis 200°C.

OTEVA 76 SC ist ein ölschlußvergüteter SiCrVNi-legierter Ventilfederdraht, geschält. Zugfestigkeit und Dauerschwingfestigkeit ist gleich wie OTEVA 75 SC (VD-SiCrV)

OTEVA 96 SC ist ein ölschlußvergüteter SiCrVMo-legierter Ventilfederdraht, geschält. Zugfestigkeit und Dauerschwingfestigkeit ist gleich wie OTEVA 90 SC (VD-SiCrVMo)

Die Festigkeitseigenschaften von OTEVA 90, 91, 96 sind gleich.

Relaxationsschaubilder gibt es für die OTEVA-Werkstoffe nicht. In den Datenblättern gibt es zwar solche, aber für vorgesetzte Federn. Daraus geht hervor, dass es bei Arbeitstemperaturen unter 100°C keine weitere Relaxation gibt, wenn die Federn vorgesetzt sind. Hilfreich wäre es, wenn die Norm um Relaxationsschaubilder von vorgesetzten Federn ergänzt würde, dann könnte man diese in die Berechnungsprogramme übernehmen.

Vom berechneten Federring oder der Spannhülse kann man jetzt auch ein 3D-Modell als STL-Datei generieren.

In der Norm gibt es 2 Quellen für die zulässige Schubspannung von warmgeformten Druckfedern: In EN 13906-1 gibt es unter 10.1.2 ein Diagramm für tauzul in Abhängigkeit vom Draht- oder Stabdurchmesser, aber unabhängig vom Werkstoff. In EN 10089 werden Anhaltswerte für die Zugfestigkeit min/max der verschiedenen Werkstoffe genannt, aber unabhängig vom Durchmesser. Das Programm berechnet tauz=840-250*log(d/20), abgeleitet aus dem Diagramm in EN 13906, und tauz=0.56*Rm nach EN 10089. Der kleinere der beiden Werte wird übernommen. Da dies meist der Wert aus der EN 13906 ist, bleiben die Werte aus der Datenbank praktisch unberücksichtigt. Trotzdem wurde die Werkstoffdatenbank fedwst.dbf jetzt dahingehend geändert, dass nicht mehr die Mindestzugfestigkeit Rmmin für jeden Durchmesser gilt. In Anpassung an das Diagramm aus EN 13906 gilt Rmmin für d=60mm und Rmmax für d<=10mm. In dem tau-d Diagramm wird bei warmgeformten Federn jetzt zusätzlich die Kurve für tauzmax nach EN 13906 eingezeichnet. Bei der bisherigen Darstellung konnte man nicht erkennen, woher der verwendete Wert tauz kommt. Bei 38Si7 und 51CrV4 sind die Kurven fast identisch, während bei Werkstoffen höherer Festigkeit (z.B. 60SiCr7) die tauz-Kurve aus der Datenbank deutlich höher liegt als die tauzmax-Kurve nach EN 13906. Man könnte in einer späteren Version per Berechnungsoption die zulässige Schubspannung nach EN 13906 ignorieren und stattdessen den höheren Wert aus der Datenbank verwenden, wenn hierzu gesicherte Erkenntnisse vorliegen. Vorschläge und Erfahrungswerte nehme ich gerne entgegen.

Für Zugfedern ist tauzmax = 600 MPa für warmgeformte Federn unabhängig vom Draht- oder Stabdurchmesser in EN 13906 angegeben. Sonst gilt für Zugfedern tauz = 0.45 Rm nach EN 13906.

Meistens ist 0.45 Rm größer als 600 MPa, deshalb ist die zulässige Schubspannung für die meisten warmgeformten Zugfedern tauz = 600 MPa.

Ein eiförmiger Federdrahtquerschnitt ist zusammengesetzt aus einem Halbkreis und aus einer halben Ellipse. So wird auch das Massenträgheitsmoment und das polare Widerstandsmomemt berechnet, als Summe von Halbkreis und Halbellipse. Allerdings ist das nur eine Annnäherung.

In GEO1+ und TR1 wurde die Generierung der Querschnittsformen Ellipse und Ei aufgenommen. Mit GEO1+ kann man Schwerpunkt und Flächenträgheitsmoment berechnen, mit TR1 außerdem Durchbiegung und Biegespannungen.

Im Trägerberechnungsprogramm TR1 gibt es jetzt auch eine Quick3 und Quick4-Ansicht mit Zeichnungen von Trägerquerschnitt, Lagerung und Lasten, sowie Tabellen der Eingabedaten und Berechnungsergebnisse auf einer Bildschirmseite.

Wenn das Zahnprofil für Konvertierung in ein CNC-Programm oder zum Drahterodieren benötigt wird, muß die Zeichnung ohne Bohrung dargestellt werden. Wenn dagegen ein STL-Modell am 3D-Drucker erstellt werden soll, braucht man die Zeichnung mit Bohrung. Bei Innenverzahnung ist der Bohrungsdurchmesser der Außendurchmesser der Nabe. Dazu gibt es auch ein neues Hilfebild, dieses gehört nun zu WN2,4,5,6,7,8,9,10,WNXE,WNXP,ZAR1+,4,5,7,8,ZARXP,ZAR1W.

Zusätzlich zu einer vollen Ellipse kann man jetzt auch eine halbe Ellipse über 180° generieren, die restliche Kurve wird ein Halbkreis entweder mit dem kleineren oder größeren Ellipsenradius.

Anders als bei runden Zahnrädern wird bei unrunden Zahnrädern das Flankenspiel nicht über eine Flankentoleranz, sondern über den Achsabstand eingestellt. Deshalb kann man jetzt einen Achsabstand eingeben. Dieser muss etwas größer sein (Flankenspiel / tan alpha) als der berechnete Achsabstand. Bei Ausgabe und Animation der Zahnräder wird dann nicht mehr der von ZAR4 berechnete Achsabstand ohne Flankenspiel, sondern der eingegebene Achsabstand dargestellt.

Die Teilkurve kann als Polylinie im DXF-Format importiert werden. Wenn die Polylinie Kreisbogen enthält, werden diese jetzt in 1°-Schritten übernommen.

Drehwinkel Rad1 und Rad2, Radien, Übersetzungsverhältnis, Geschwindigkeit und Beschleunigung kann man jetzt in 1°-Schritten anzeigen.

Für umlaufende unrunde Zahnräder muß die Gesamtübersetzung 1 oder 2 oder ganzzahlig größer sein. Wenn nur ein Sektor des Unrundgetriebes verwendet wird, z.B. für einen Bedienhebel, dann kann diese Einschränkung wegfallen, die Gesamtübersetzungsverhältnis kann dann einen beliebigen Wert haben. Diesen Fall kann man jetzt auch in ZAR4 berechnen, dafür wählt man "nicht umlaufend" und gibt die Zähnezahl des Gegenrads ein. Dann bekommt man bei phi=360° einen Sprung, weil die zueinander passenden Zähne nicht mehr zusammenlaufen. Aber es gibt auch Ausnahmen: wenn die Teilkurve von Rad1 symmetrisch ist, läuft ist das Getriebe auch umlaufend wenn die Gesamtübersetzung 1.5 oder 2.5 ist.

Hier ein elliptisches Antriebsrad mit generiertem Gegenrad für Gesamtübersetzung 1,5.

Wenn unter "CAD->Einstellungen" die Option "Fußausrundung zeichnen ?" gesetzt ist, dann wird bei Unterschnitt die Trochoide des Verzahnungswerkzeugs gezeichnet. Ohne Unterschnitt wird die Fußausrundung des Verzahnungswerkzeugs gezeichnet. In seltenen Fällen (bei "spitzen" Verzahnungswerkzeugen mit geringer Stirnbreite) gibt es bei dieser Darstellung eine Lücke zwischen Hüllkurve und Zahnkurve. Für diesen Fall gibt es jetzt rechts eine zweite Checkbox (!) zum Anklicken, dann wird immer eine Trochoide gezeichnet. Als Dauereinstellung eignet sich diese Option jedoch nicht, weil z.B. Zahnwellen nach DIN 5480 dann mit einem Zacken gezeichnet werden. Manchmal (aber nicht immer) hilft in dem Fall, die Auflösung Fußausrundung zu erhöhen.

Bei Tabellen zur Eingabe von Wellenabschnitten bei WL1+, Federabschnitten bei FED6 und FED7, Klemmplatten bei SR1+, Abmessungen bei GEO1+, GEO2, GEO4, ZAR4, TR1, WN1 gibt es Verbesserungen bei Einfügen und Löschen von Zeilen, und Export/Import mit Excel.

Die Buttons bei der Eingabe bedeuten:

+: neue Zeile

<+: neue Zeile mit Kopieren der Daten aus der letzten Zeile

- : letzte Zeile löschen

+_ : Zeile vor der Cursorposition einfügen

-_ : Zeile an der Cursorposition löschen

Copy: markierte Zeilen und Spalten kopieren in Zwischenablage

Paste: Inhalt aus Zwischenablage an Cursorposition kopieren

Neu sind die Buttons "+_" und "-_", bei Tabellen für große Datenmengen wie Abmessungen in WL1+,TR1,GEO1+,GEO4,ZAR4 oder Lastkollektive bei Zahnradprogrammen gibt es außerdem ein Menü mit Import/Export Funktionen für den Datenaustausch mit MS-Excel.

WN12 berechnet Anlagefläche, Flächenpressung und Sicherheit aus Drehmoment, Vorspannkraft und Werkstoffdaten. Die Zahnformzeichnung wird vom Programm generiert und kann maßstäblich in CAD übernommen werden. Ein Modell der Ringe mit Stirnverzahnung kann mit 3D-Drucker hergestellt werden, WN12 generiert dafür eine STL-Datei.

Übliche Normgrößen können aus der integrierten Datenbank gewählt werden. Alternativ kann man die Abmessungen für selbstdefinierte Stirnverzahnungen direkt eingeben.

Weil es für Stirnverzahnungen keine ISO- oder DIN-Norm gibt, kann man die verwendeten Bezeichnungen und Formeln in einem Berechnungsblatt anzeigen und ausdrucken.

Die Fertigungszeichnung DIN A4 mit ISO 7200 Datenfeld enthält Profilzeichnungen und Tabellen mit Abmessungen. Zeichnungsdaten und Änderungsindex werden in WN12 angegeben. Die Zeichnungen können ausgedruckt oder in CAD übernommen werden.

Bei FED6 und FED7 enthält die Fertigungszeichnung eine Tabelle mit Abmessungen der Federabschnitte, wenn nicht mehr als 10 Abschnitte definiert wurden. Wenn bei genau 10 Abschnitten die Tabelle in den Zeichnungsrand hineinragt, ändern Sie unter Datei\Einstellungen\Zeichnung den Zeichnungsrand von 10mm auf 5mm.

Dass wir diesen Prozess vor einem deutschen Gericht verlieren, hätte ich nie geglaubt: Tatsächlich bekommt die Telekom Recht, wenn sie behauptet, bei unseren Telefonleitungen in Neidlingen und Berlin hätte nie eine Störung vorgelegen. Sogleich einen Rechtsanwalt konsultiert für Berufungsverhandlung beim Landgericht, aber dieser hat wenig Hoffnung gemacht. Wir müssen beweisen, daß eine Störung vorlag. Und wenn das bewiesen ist, muß weiter bewiesen werden, daß die Störung nicht durch uns selber verursacht wurde. Interessanterweise hatte der Rechtsanwalt in der Vergangenheit ähnlichen Ärger mit der Deutschen Telekom und daraufhin zu Vodafone gewechselt. Sein Rat: alles kündigen und wechseln, ein Rechtssstreit ist zeitaufwendig und der Erfolg ungewiss. Leider erst nach Eingang der Klage haben wir alle Telekom-Verträge gekündigt und zu Unitymedia gewechselt, 15 Jahre zu spät. Vor 30 Jahren war die Deutsche Telekom noch ein Amt und Monopolist. So führt sie sich auch heute noch auf. Vergleichbar an Dreistigkeit und Anmaßung höchstens noch mit dem Rundfunk-Gebühreneinzugsamt, oder der Finanzabteilung der "Großen Kreisstadt" Kirchheim unter Teck. Bleibt nur, andere zu warnen, rechtzeitig alle Verträge zu kündigen und sich einen anderen Anbieter zu suchen.