Konstruktionsdokumentation zum Projekt Handpresse

1 Projekt HandpresseSystemtechnik B: Mechanik & KonstruktionDiese Dokumentation wurde im Verlauf des Sommersemesters 2008 von Thomas L pfe und Martin Z ger Dokument darf unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike Switzerland Lizenz kopiert, ver ndert und weitergegeben heisst sie d rfen: das Werk vervielf ltigen, verbreiten und ffentlich zug nglich machen Bearbeitungen des Werkes anfertigenZu den folgenden Bedingungen: Namensnennung. Sie m ssen den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen (wodurch aber nicht der Eindruck entstehen darf, Sie oder die Nutzung des Werkes durch Sie w rden entlohnt). Keine kommerzielle Nutzung. Dieses Werk darf nicht f r kommerzielle Zwecke verwendet Arbeit wurde im August 2008 von Dr. Roland Eggli mit der Note Z B: Mechanik und KonstruktionKonstruktionsdokumentationzu mProjekt HandpresseThomas L pfeMartin Z gerJuli 2008 KonstruktionsdokumentationInhaltsverzeic hnisInhaltsverzeichnis1 Aufgabenstellung32 Entwurf und Handskizze43 Zeitplanung54 Berechnung der Definitionen.

2 Ansatz .. L sungen .. Diagramme ..75 Funktionsbeschreibung .. Zeichnungen ..10 Thomas L pfe, Martin Z gerSeite2 Konstruktionsdokumentation1 Aufgabenstellung1 AufgabenstellungZiel dieses Projektes ist die im Wintersemester 2007/08 entworfene Handpresse zu einer funk-tionsf higen und produzierbaren Konstruktion weiterzuentwickeln. Dazu ist ein funktionsf higes3-D-CAD-Modell mit Pro/Engineer zu erstellen. Weiter sind die Werkstattzeichnungen f r die F h-rung und das Gestell gefordert. Aus einer Baugruppenzeichnung soll die Funktion klar ersichtlichsein. Das Vorgehen soll in einer Konstruktionsdokumentation aufgezeigt werden. Diese mussmindestens folgenden Inhalt aufweisen: Aufgabenstellung Entwurf (im Wintersemester 2007/08 erarbeitet) Zeitplanung Detail- & Baugruppenzeichnungen inkl. St cklisten BerechnungenThomas L pfe, Martin Z gerSeite3 Konstruktionsdokumentation2 Entwurf und Handskizze2 Entwurf und Handskizze230115120 Hebell nge: 300 mmSchnitt B - BAbbildung 1:HandskizzeVerbesserungen nach der Entwurfsphase:Nach der Entwurfsphase wurden noch einige kleine Verbesserungen vorgenommen.

3 Das Gestellwurde so angepasst, dass nun mehr Platz f r die Werkst cke vorliegt. Dazu musste die H hen-verstellung gek rzt werden und als St nder kommt nun ein U-Profil zum Einsatz. Dieses wirddirekt mit der Grundplatte verschweisst. Mittels eines Langloches in der F hrung und einem Bol-zen quer im Stempel wird nun der Hub begrenzt. Der Hebel wurde aus Festigkeitsgr nden imDurchmesser vergr ssert und wird nun aus einem Stahlrohr L pfe, Martin Z gerSeite4 Konstruktionsdokumentation3 Zeitplanung3 ZeitplanungAbbildung 2:ZeitplanungDa wir die Berechnungen bereits im Wintersemester 2007/08 durchgef hrt hatten, konnten wirdie f r das Projekt verf gbaren Unterrichtsstunden vollumf nglich zum Modellieren nutzen. Zielwar das 3-D-Modell in dieser Zeit fertig zu stellen, was auch erreicht wurde. Bis zu den Sommer-ferien wollten wir s mtliche Arbeiten am CAD beendet haben und bereits mit der Dokuentationbeginnen. Dieses Ziel konnten wir nicht ganz erreichen, so dass wir erst in der Selbststudienzeitmit der Dokumentation beginnen L pfe, Martin Z gerSeite5 Konstruktionsdokumentation4 Berechnung der Handkraft4 Berechnung der DefinitionenAbbildung 3:Skizze f r BerechnungZu Abbildung 3:Im Koordinatenursprung ist der Drehpunkt des Kniegelenks.

4 Im PunktHgreift die Handkraft wird angenommen, dass~FHimmer orthogonal zu~Hist. Im PunktKist das Drehachse zwischen Schenkel und Stempel. Aus der Skizze folgt:~F S= ~FS. Drehwinkel Fester Winkel zwischen Hebel und Kniegelenk|~H|=l1|~K|=l2|~S|=l3l4 Versatz des Stempels zur Ansatz i~Mi=~0=~H ~FH+~K ~FS(1)Diese Gleichung kann nachFS=|~FS|aufgel st Punkt P ist ersichtlich, dassFP=|~FP|die y-Komponente von~F Berechnungen sind aufwendig, deshalb wurden sie im Mathematikprogramm MuPAD be-rechnet. Im n chsten Abschnitt sind die L sungen aufgef L pfe, Martin Z gerSeite6 Konstruktionsdokumentation4 Berechnung der L sungenPresskraft:FP( , ,FH,l1,l2,l3,l4)=FH l1l2 l23 [l2 sin( + ) l4]2 l23 [l2 sin( + ) l4]2 sin( + ) [l2 sin( + ) l4] cos( + )(2)Querkraft:FQ( , ,FH,l1,l2,l3,l4)=FH l1l2 l2 sin( + ) l4 l23 [l2 sin( + ) l4]2 sin( + ) [l2 sin( + ) l4] cos( + )(3)Handkraft:FH( , ,FP,l1,l2,l3,l4)=FP l2l1 sin( + ) l2 sin( + ) l4 l23 [l2 sin( + ) l4]2 cos( + ) (4)Hub:H( , ,l2,l3,l4)=l2 [cos( ) cos( + )]+ l23 [l2 sin( + ) l4]2 l23 [l2 sin( ) l4]2(5) DiagrammeDie Abmessungen haben wir bereits im Wintersemester 2007/08 festgelegt.

5 Siehe Dokumentati-on zum Entwurf1. Die definitiven Masse sind: = l1=320mm(Gelenk bis mitte Hand)l2= 1 Thomas L pfe, Martin Z ger; Systemtechnik A: Mechanik und Konstruktion, Projekt Handpresse ; Februar 2008 Thomas L pfe, Martin Z gerSeite7 Konstruktionsdokumentation4 Berechnung der HandkraftAbbildung 4:Press- und Querkraft bei konstanter Handkraft von 100 NIn Abbildung 4 ist zu sehen, dass die Querkraft kliener als die Presskraft 5:Handkraft bei konstanter Presskraft von 1000 NDie ben tigte Handkraft ist stets kleiner 100 N um mit konstanten 1000 N zu pressen. (Abbildung5)Thomas L pfe, Martin Z gerSeite8 Konstruktionsdokumentation4 Berechnung der HandkraftAbbildung 6:HubDie Linearit t zwischen Hub und Drehwinkel ist nach Abbildung 6 ziemlich L pfe, Martin Z gerSeite9 Konstruktionsdokumentation5 Fertigungsunterlagen5 FunktionsbeschreibungAbbildung 7:3-D-ModellDie Handpresse funktioniert nach dem Kniehebel-Prinzip.

6 Wird der Hebel ber die senkrechtePosition nach hinten bewegt, befindet sich die Presse in Ruhestellung. Der Querbolzen im Stem-pel dient in beiden Endstellungen als Anschlag. Es kann ein Hub von 30 mm ausgef hrt Handpresse kann mit Hilfe des Griffes auf der rechten Seite auf die H he der Werkst ckeeingestellt werden. Dazu wird einfach der Handgriff bis zum Anschlag herausgezogen, der Kopfder Presse auf die gew nschte H he verschoben und der Griff wieder ZeichnungenAnschliessend Angeh ngt befinden sich: Baugruppenzeichnung St ckliste zur Baugruppenzeichnung Detailzeichnung Gestell (Pos 13) Detailzeichnung F hrung (Pos 12) Detailzeichnung Stempel (Pos 20)Thomas L pfe, Martin Z gerSeite10 MaterialOberfl cheModellname / TypMasstabAllg. Tol. (ISO2768) Hochschule f r Technik Buchs NTBAABB140230566120129 Handpresse 1:2 (A3) m HBlatt 1 von 2 Thomas L ZCH HANDPRESSE2_ZUS1:5A-A1:1 4 5 6 9 10 15 19 20 21 8 12 13 14 16 17 18 1 2 7 B-B 3 11 MaterialOberfl cheModellname / TypInterstaatliche Hochschule f r Technik Buchs (ISO2768) Handpresse 1:2 (A4) m HBlatt 2 von 2 Thomas L ZCH HANDPRESSE2_ZUSPos-Nr:Zeichnungs-Nr:Zeic hnungsname:Stueckzahl:Bestellbez_oder_Ma terial:Bemerkungen.

7 1A-HUELSEA-H lse2S235 JRG2C+C (Stahl 37-2 K)2 BUEGEL_KPLB gel (geschweisst)13D7_5H8X3214D7_8H8X1615D7_ 8H8X2816D7_8H8X4517D912_M4X4028D912_M5X1 649D912_M6X10410D914_M3X4311D914_M3X8112 FUEHRUNGF hrung1S235 JRG2C+C (Stahl 37-2K)13 GESTELLG estell (geschweisst)114 HEBEL_KPLH ebel (geschweisst)115 HOEHENFUEHRUNGH henf hrung1S235 JRG2 (Stahl 37-2)16 HOEHENVERSTELLUNGH henverstellung1S235 JRG2 (Stahl 37-2)17 KNIEGELENKK niegelenk1S235 JRG2 (Stahl 37-2)18 LAGERPLATTEL agerplatte2S235 JRG2C+C (Stahl 37-2 K)19 SCHENKELS chenkel1S235 JRG2C+C (Stahl 37-2 K)20 STEMPELS tempel1 Bronze21 STEMPELAUFSATZS tempelaufsatz (St)1S235 JRG2C+C (Stahl 37-2 K)Alternativ: Stempelaufsatz (Bz)MaterialOberfl cheModellname / TypMasstabAllg. Tol. (ISO2768) Hochschule f r Technik Buchs Platte: S235 JRG2C+C (St37-2K) Ra (N9) Gestell (geschweisst) 1:2 (A3) m HBlatt 1 von 1 Martin Z ger ZCH GESTELL_SCHWP rojekt: [SYS B] Handpresse Team: L pfe/Z ger St ck: 1U-Profil DIN 1026-30x20 Platte 120x10-140 St37-2K1:2 Schweissen a3 (durchgehend)MaterialOberfl cheModellname / TypInterstaatliche Hochschule f r Technik Buchs (ISO2768)153065309M64520+ + S235 JRG2C+C (Stahl 37-2K) Ra (N7) F hrung 1:1 (A4) m H Blatt 1 von 1 Martin Z ger ZCH FUEHRUNGP rojekt: [SYS B] Handpresse Team: L pfe/Z ger St ck: 11:1 MaterialOberfl cheModellname / TypInterstaatliche Hochschule f r Technik Buchs (ISO2768) + + H881210M1013205 Bronze Ra (N7) Stempel 1:1 (A4) m H Blatt 1 von 1 Martin Z ger ZCH STEMPELP rojekt: [SYS B] Handpresse Team: L pfe/Z ger St ck: 11:1