Frage zu selbsthemmendem System

[Nose]

Hallo!

Ich bin grad bischen am Basteln und steh irgendwie aufm Schlauch, bei Google hab ich leider nur entsprechende Aufgaben, aber keine Lösungen gefunden!

Es geht um Folgendes:

In der angehängten Grafik sieht man in der Mitte eine Achse (schwarz) und außen das Lager (grau).
Grün eingezeichnet hab ich einen Konus der auf der Achse sitzt und so die Achse gegen verrutschen sichern soll wenn von oben Last auf die Achse kommt. Der Konus ist angedacht geschlitzt zu sein um, wenn er aufgebogen ist, die Achse leicht verrutschen zu lassen.
Meine Fragen sind jetzt, wie kann ich den richtigen Winkel für den Konus berechnen, und welche Grundlegenden reibwerte brauch ich an welchen Kontaktflächen (Konus-Lager, und Konus-Achse) damit das ganze im Ende dann tatsächlich die gewünschte Selbsthemmung erreicht?
Außerdem hab ich bei dem ganzen Thema noch nicht ganz verstanden wieviel "Anpressdruck" der Konus von vornherein auf die Achse braucht (braucht er überhaupt einen?) um die Selbsthemmung greifen zu lassen?

Falls das nicht klar rübergekommen sein sollte:
Die Selbsthemmung soll so funktionieren dass mein grüner Konusring in dem grauen Lager nach unten rutscht und dadurch auf die Achse gepresst wird. Durch die daraus resultierende Ansteigende Kraft die den Konus auf die Achse drückt soll die Selbsthemmung erreicht werden.
Vielen Dank für jedwede Hilfe schonmal!

[Gonzo0815]

Bin jetzt zwar der falsche wenn es um die ganze Berechung geht, aber vielleicht kann ich ja mal Gedankenstöße geben.

Den Winkel wirst du nicht bestimmen können, der wird dir ja vom Lager vorgegeben. Ich kenne jetzt ausser 36 und 45° keine Standardlager die du dafür verwenden könntest.

Welchen Zweck soll das ganze erfüllen. Durch welche Art der Krafteinwirkung wird er Konus nach unten gedrückt und/oder rutscht die Achse auch mit?

Warum machst du dir das Leben nicht einfacher und nimmst einen handelsüblichen Konus und Lager und machst auf der Achse eine Passung für den Konus?

[noox]

Das mit dem geschlitzten Konus verstehe ich nicht. Meinst du so wie so Konusringe von Steuersätzen. Aber von wenn beiden Seiten (Achse und Lager) Druck drauf ist, wie kannst das dann "aufbiegen"?

Vom Hausverstand her würde ich sagen: je flacher desto fester. Wobei dann eventuell die Gefahr ist, dass die Teile ziemlich unter Spannung stehen bzw. eventuell sogar verformt werden. Also dass z.B: der Innenring des Lagers minimal größer wird (falls man es zu fest fixiert).

[Nose]

Bin jetzt zwar der falsche wenn es um die ganze Berechung geht, aber vielleicht kann ich ja mal Gedankenstöße geben.

Den Winkel wirst du nicht bestimmen können, der wird dir ja vom Lager vorgegeben. Ich kenne jetzt ausser 36 und 45° keine Standardlager die du dafür verwenden könntest.

Welchen Zweck soll das ganze erfüllen. Durch welche Art der Krafteinwirkung wird er Konus nach unten gedrückt und/oder rutscht die Achse auch mit?

Warum machst du dir das Leben nicht einfacher und nimmst einen handelsüblichen Konus und Lager und machst auf der Achse eine Passung für den Konus?

das "Lager" ist nur ein "Widerlager", sprich da bin ich beim Winkel völlig frei.

Es soll den Zweck erfüllen dass ich meine Achse (die nicht drehbar ist, das am rande) durch eine von oben einwirkende Kraft selbstsichernd an beliebiger Stelle auf der Achse fixieren kann.

[Nose]

Das mit dem geschlitzten Konus verstehe ich nicht. Meinst du so wie so Konusringe von Steuersätzen. Aber von wenn beiden Seiten (Achse und Lager) Druck drauf ist, wie kannst das dann "aufbiegen"?

Vom Hausverstand her würde ich sagen: je flacher desto fester. Wobei dann eventuell die Gefahr ist, dass die Teile ziemlich unter Spannung stehen bzw. eventuell sogar verformt werden. Also dass z.B: der Innenring des Lagers minimal größer wird (falls man es zu fest fixiert).

ja, genau, im endeffekt ähnlich wie die Konusringe vom Steuersatz.
Das Aufbiegen von dem du Sprichst würde in 2 Schritten erfolgen, nämlich zuerst den Konus nach oben schieben (dass er nichtmehr im "Lager" sitzt) und dann hat er Platz um aufgebogen werden zu können.

in sachen hausverstand sind wir uns einig, nur würd ich das ganze eben gerne berechnen um genau der von dir genannten Gefahr vorbeugen zu können. und da bin ich eben noch nicht weitergekommen, leider!
den innenring des lagers zu vergrößern um die achse zu lösen ist ein guter ansatz, danke!

[Gonzo0815]

Soll den Zweck erfüllen dass ich meine Achse (die nicht drehbar ist, das am rande) durch eine von oben einwirkende Kraft selbstsichernd an beliebiger Stelle auf der Achse fixieren kann.

Die Kraft wirkt auf die Achse oder den Konus? Denn auf der Achse würd sich die ja einfach nur durchdrücken

[Nose]

Die Kraft wirkt auf die Achse oder den Konus? Denn auf der Achse würd sich die ja einfach nur durchdrücken

die kraft wirkt auf die achse.
der konus ist mit leichter vorspannkraft auf die achse gesetzt und rutscht dann in das lager. da entsteht dann die selbsthemmung, da der konus in der gegebenen ansicht von der seite kraft auf die achse bringt und so die haftreibung zwischen konus und achse erhöht. dadurch wird die sache dann eben selbsthemmend!

[georg]

Das was du suchst findest du unter dem Suchbegriff "Reibungskoeffizient" bzw. "Reibungswinkel". Die geometrische Deutung: Der Reibungskoeffizient wird angegeben mit µ = tan p mit µ..Reibungskoeffizient und p..Reibwinkel. Dh. wenn du zB einen Gleitreibungskoeffizienten von µ=0,1 (Stahl-Stahl, trocken und ist als ca Wert zu verstehen, das kann 0,05-0,2 sein) dann hast du einen Reibwinkel von 0,1 = tan 5,7° dh. innerhalb dieses Winkels ist das System selbsthemmend.

edit: Anpressdruck ist dann nur notwendig wenn es darum geht eine bestimmte Kraft zu halten. Da wird dann gelegentlich der Fehler begangen, da den Grenzwert der Haftreibung mal der Normalkraft zu nehmen. Das ist aber keine zulässige Auslegung, weil die Gleitreibung viel geringer ist. Sprich: Bewegt es sich einmal, ist es weg. Abgesehen davon ist wie in obigen Beispiel ersichtlich der Reibungskoeffizient sehr ungenau bestimmt und hängt nicht nur von der Materialpaarung, sondern auch von den Oberflächeneigenschaften, evtl. Verunreinigungen und Trennmittel ab.

nochn edit: Du mußt aufpassen, die Selbsthemmung kann bei Vibrationen, dynamisch beanspruchten Teilen etc leicht aufgehoben werden. Da sind evtl weitere Maßnahmen nötig.

Wofür brauchst du das?

[willi]

Ein unterbrochener Konus umgeht die Selbsthemmung in dem Fall ja doch oder? Das wäre bei Vibrationen Effektiver.
Eigentlich wäre der Winkel auch unabhänig.

[Nose]

sorry, ich war a zeit weg...

das klingt alles schon mal recht interessant, vielen dank bis hier hin!

fürs erste würd ich die diskussion aus gründen gern per pn weiterführen, vielleicht wird das ja was!