In der folgenden Projektarbeit geht es grundsätzlich um die Konstruktion und den Bau einer Zweirad-Hebebühne. Diese wurde zuerst berechnet bei einer Belastung von 250 kg und anschließend konstruiert, gebaut und getestet. Dafür sind jedoch erst einmal weitere Schritte notwendig, welche auf den folgenden Seiten zu finden sind: die technischen Anforderungen an die Hebebühne, die Berechnungen zur Bauteildimensionierung, der anschließende Fertigungsprozess und eine Gebrauchsanleitung. Des Weiteren wird eine Kostenaufstellung der Bauteile gegeben. Der Bau der Zweirad-Hebebühne soll ermöglichen, dass Reparaturen an Zweirädern ergonomisch korrekt durchgeführt werden können. Hierin liegt auch die Erwartung an dieses Projekt.
In der heutigen Zeit ist das Thema Ergonomie am Arbeitsplatz eine der wichtigsten Bedingungen für ein optimales Arbeiten überhaupt. Aufgrund dessen geht es in der folgenden Projektarbeit darum, durch eine Zweirad-Hebebühne eine optimale Arbeitsbedingung bei Reparaturen an diesen zu ermöglichen. Mit Hilfe der Hebebühne ist es möglich, die zu reparierenden Mopeds und Motorräder in eine individuelle und somit ergonomisch korrekte Höhe anzuheben. Reparaturen müssen nicht kniend, bückend oder in anderen falschen Körperhaltungen durchgeführt werden. Hiermit kann körperlichen Beschwerden, wie Rücken- und Knieproblemen, vor- gebeugt werden. Aufgrund dieser Verbesserung der Arbeitsbedingungen verringert sich auch folglich das Risiko der Berufsunfähigkeit durch eine der beiden Problematiken.
Inhaltsverzeichnis
Abkurzungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
1 Einleitung
2 Anforderungen an die Konstruktion
3 Berechnungen zur Bauteildimensionierung
3.1 Rahmenprofil
3.2 Lagerung Hydraulik-FuBpumpe
3.3 Hebelarm
3.4 Lagerbolzen
3.5 Lagerhalter
3.6 Betatigungs-Hebelarme
3.7 Welle zur Betatigung
3.8 Lagerbolzen der Betatigungs-Hebelarme
3.9 Kippsicherheit
4 Fertigungsprozess
5 Gebrauchsanweisung
5.1 Heben
5.2 Parken / Absetzen
5.3 Absenken
6 Kostenaufstellung
7 Fazit
8 Literaturverzeichnis
9 Anhang
Abkurzungsverzeichnis
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1 Rahmenprofil Oben
Abb. 2 Flachenlast auf zwei Stutzen in Langsrichtung
Abb. 3 Quadratisches Hohlprofil 30 x 30 x 2 mm
Abb. 4 Einzelkraft auf zwei Stutzen in Querrichtung
Abb. 5 Quadratisches Hohlprofil 30 x 30 x 2 mm
Abb. 6 Versteifung Lagerung Hydraulik-FuBpumpe
Abb. 7 Einzelkraft am einseitig eingespannten Hebel
Abb. 8 Hebelarm
Abb. 9 Rechteckiges Hohlprofil 50 x 30 x 4 mm
Abb. 10 Wirkende Stabkraft im Hebelarm auf den Lagerbolzen
Abb. 11 Einzelkraft auf zwei Stutzen (Lagerbolzen)
Abb. 12 Lagerbolzen
Abb. 13 Lagerhalter
Abb. 14 Krafteinwirkung am Lagerhalter
Abb. 15 Einzelkraft am einseitig eingespannten Hebel
Abb. 16 Betatigungs-Hebelarm
Abb. 17 Krafteverhaltnis in Abhangigkeit von Hebel und Winkel
Abb. 18 Hub-Kraftverlauf bei zunehmendem Hub-Winkel
Abb. 19 Rechteckiges Hohlprofil 80 x 40 x 3 mm
Abb. 20 Kraft der Hydraulik-FuBpumpe auf die Welle zur Betatigung
Abb. 21 Einzelkraft auf zwei Stutzen (Welle zur Betatigung)
Abb. 22 Welle zur Betatigung
Abb. 23 Einzelkraft auf zwei Stutzen (Lagerbolzen der Betatigungs-Hebelarme)
Abb. 24 Lagerbolzen der Betatigungs-Hebelarme
Abb. 25 Kippsicherheit der Hebebuhne
Abb. 26 Oberer Rahmen geschweiBt
Abb. 27 Streben Anordnung oberer Rahmen
Abb. 28 Streben Anordnung unterer Rahmen
Abb. 29 Lagerhulse
Abb. 30 22 mm Bohrung im Hebelarm
Abb. 31 Lagerhulse im Hebelarm
Abb. 32 Betatigungs-Hebelarme mit Versteifungen
Abb. 33 Gewindefertigung an der Drehbank
Abb. 34 Elektrische Bugelsage
Abb. 35 Zusagen der Lagerhalter
Abb. 36 Vermessung der Hydraulik-FuBpumpe
Abb. 37 Abstellstutze mit Sicherungshalter zum Wegklappen
Abb. 38 Heberolle abgesenkt
Abb. 39 Heberolle angehoben
Abb. 40 Kantbank
Abb. 41 Tafelschere
Abb. 42 Abdeckung
Abb. 43 Strahlen der Bauteile
Abb. 44 Grundierung der Bauteile
Abb. 45 Lackierung der Bauteile
Abb. 46 Hebebuhne konstruiert
Abb. 47 Hebebuhne mit Auffahrrampe
Abb. 48 Betatigungshebel zum Heben und Senken
Abb. 49 Radwippe zur Fixierung des Vorderrades
Abb. 50 Abstellstutze
Abb. 51 Hebebuhne angehoben
Abb. 52 Abstellstutze weggeklappt
Abb. 53 Absenken der Hebebuhne
Abb. 54 Betatigung der Heberollen
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1 Ubersicht Krafte-/Hebel-Verhaltnisse in Veranderung des Hub-Winkels
Tabelle 2 Kostenaufstellung
Einleitung
In der heutigen Zeit ist das Thema Ergonomie am Arbeitsplatz eine der wichtigsten Bedingungen fur ein optimales Arbeiten uberhaupt. Aufgrund dessen geht es in der folgen- den Projektarbeit darum, durch eine Zweirad-Hebebuhne eine optimale Arbeitsbedin- gung bei Reparaturen an diesen zu ermoglichen.
Mit Hilfe der Hebebuhne ist es moglich, die zu reparierenden Mopeds und Motorrader in eine individuelle und somit ergonomisch korrekte Hohe anzuheben. Reparaturen mussen nicht kniend, buckend oder in anderen falschen Korperhaltungen durchgefuhrt werden. Hiermit kann korperlichen Beschwerden, wie Rucken- und Knieproblemen, vor- gebeugt werden. Aufgrund dieser Verbesserung der Arbeitsbedingungen verringert sich auch folglich das Risiko der Berufsunfahigkeit durch eine der beiden Problematiken.
In der folgenden Projektarbeit geht es grundsatzlich um die Konstruktion und den Bau einer Zweirad-Hebebuhne. Dafur sind jedoch erst einmal weitere Schritte notwendig, welche auf den folgenden Seiten zu finden sind: die technischen Anforderungen an die Hebebuhne, die Berechnungen zur Bauteildimensionierung, der anschlieBende Ferti- gungsprozess und einer Gebrauchsanleitung. Des Weiteren wird eine Kostenaufstellung der Bauteile gegeben.
Der Bau der Zweirad-Hebebuhne soll ermoglichen, dass Reparaturen an Zweiradern er- gonomisch korrekt durchgefuhrt werden konnen. Hierin liegt auch die Erwartung an dieses Projekt.
2. Anforderungen an die Konstruktion
Zu den technischen Anforderungen an die Konstruktion zahlen eine mobile Nutzbarkeit, um keinen festen Arbeitsplatz zu benotigen. In Folge dessen sollen klappbare Rollen zum Einsatz kommen, welche nach Positionierung der Hebebuhne ermoglichen, diese standfest auf den unteren Rahmen absenken zu lassen.
Damit die Hebebuhne auch auBerhalb einer Werkstatt verwendet werden kann, muss sie ohne Elektrizitat oder Pneumatik betrieben werden. Aufgrund dieser Anforderung wird eine Hydraulikpumpe mit mechanischer FuBbetatigung verbaut. Die Arbeitshohe soll mindestens einen Meter betragen.
Um den GroBteil an aktuellen Motorradern anheben zu konnen, muss die Konstruktion einer Belastung von 250 kg standhalten. Da der durchschnittliche Radstand 1500 mm betragt, benotigt man eine Buhnenplattenlange von mindestens 2000 mm.
Angesichts der einfacheren konstruktiven Bauweise einer Parallelogramm-Hebebuhne gegenuber einer Scheren-Hebebuhne wurde diese Art der Hebebuhne fur das Projekt gewahlt, auch in dem Bewusstsein, dass die Parallelogramm-Hebebuhne im eingefahre- nen Zustand mehr Platz benotigt als eine Scheren-Hebebuhne. Bei der Scheren-Hebe- buhne mussen die Hebelarme beim Anheben durch die Rollenfuhrung mitlaufen. Diese Bauweise ist in der Umsetzung und mit den zur Verfugung stehenden Mitteln wesentlich schwieriger zu realisieren.
3. Berechnungen zur Bauteildimensionierung
Damit die nachfolgenden Komponenten der notwendigen Belastung standhalten, er- folgt eine statische Betrachtung als Berechnungsgrundlage.
Der grundsatzliche Ablauf fur die einzelnen Bauteildimensionierungen beginnt bei der jeweiligen zur ermittelnden Kraft. Im Anschluss daran kann mit der wirkenden Kraft das auftretende Moment berechnet werden, welches fur das erforderliche Widerstandsmo- ment benotigt wird. Um jedoch das erforderliche Widerstandsmoment bestimmen zu konnen, wird in Abhangigkeit vom verwendeten Werkstoff und der Art der auftretenden Spannung die jeweils zulassige Spannung berechnet.
Nach Vorbestimmung der jeweiligen Profilart fur die einzelnen Bauteile konnen anhand der erforderlichen Widerstandsmomente die zu benotigten Dimensionierungen be- stimmt bzw. berechnet werden. Dabei wird das Europa Tabellenbuch Metalltechnik zu Hilfe genommen.
AuBer bei den Lagerbolzen und der Welle zur Betatigung wird als Werkstoff der unle- gierte Baustahl S235JR fur grundsatzlich alle nachfolgenden Berechnungen ausgewahlt, da dieser sowohl preiswert ist und eine hervorragende Fugbarkeit beim SchweiBen be- sitzt.
(Fur alle Formeln und Material-/Profilwerte wird das Europa Tabellenbuch Metalltech- nik verwendet.)1
3.1 Rahmenprofil
Aufgrund der auftretenden Krafte und Momente, in Abhangigkeit der Winkelverhalt- nisse, wird zur Bauteildimensionierung des oberen Rahmenprofils zunachst die wir- kende Gewichtskraft ermittelt. Diese ergibt sich durch die zulassige Belastung von 250 kg, in Abhangigkeit zu der wirkenden Erdbeschleunigung. Im nachfolgenden Schritt kann das auftretende Biegemoment berechnet werden. AnschlieBend wird das erforderliche Widerstandsmoment in Abhangigkeit zu der zulassigen Biegespannung ermittelt. Somit kann das notwendige quadratische Hohlprofil mit den MaBen 30 x 30 x 2 mm, wie in den Abb. 3 und 5 zu sehen ist, bestimmt werden. Aufgrund der guten Profileigenschaften im
Verhaltnis von Festigkeit und Gewicht fallt die Entscheidung auf eine Vierkanthohlprofil- Konstruktion, ersichtlich in Abb.1. Anhand der ermittelten Werte, kann abschlieBend die
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 1 Rahmenprofil Oben
Durchbiegung bei einer Belastung von 250 kg berechnet werden.
Die Berechnungen dieses Unterpunktes werden sowohl in Langs- als auch in Querrich- tung durchgefuhrt. Dies ist in den Abb. 2 und 4 zu sehen. Bei der Vorbestimmung zur Verwendung von vier Profilen in beiden Richtungen, wird jeweils fur die Dimensionie- rung eines Profils die Gewichtskraft durch vier geteilt. Der zuvor festgelegte Sicherheits- faktor 3 gewahrleistet eine ausreichende Sicherheit bei der Bauteildimensionierung. Dies ermoglicht es, fur die nachfolgenden Berechnungen nur die Belastung von 250 kg zu betrachten. Das Eigengewicht der einzelnen Bauteile kann durch den Sicherheitsfak- tor auBer Acht gelassen werden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 5 Quadratisches Hohlprofil 30 x 30 x 2 mm
Durchbiegung Einzelkraft auf zwei Stutzen:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
3.2 Lagerung Hydraulik-FuRpumpe
Die nachfolgenden Berechnungen sind erst aufgrund einer Erkenntnis, welche sich im Laufe des Fertigungs- und Versuchsprozesses herausgestellt hat, entstanden. Da keine Berechnungsdimensionierung zum unteren Rahmen erfolgte und somit die gleichen quadratischen Hohlprofile wie beim oberen Rahmen verwendet wurden, kam es zu Ver- biegungen an den Lagerstellen der Hydraulik-FuBpumpe am unteren Rahmen. Daher ist es notwendig, fur eine Versteifung zu sorgen. Zunachst wird hierfur das vorhandene Bie- gemoment pro Lagerhalter und somit mit der Halfte der Kraft der Hydraulik-FuBpumpe in X-Richtung berechnet. Fur das erforderliche Widerstandsmoment wird das Biegemo- ment durch die zulassige Biegespannung geteilt. Beim Vergleich des erforderlichen Wi- derstandsmoment mit dem vorhandenen des quadratischen Hohlprofils ist ersichtlich, dass das vorhandene Widerstandsmoment nicht ausreicht. Durch den Einsatz von 35 x 8 mm Flachstahl soll das Widerstandsmoment erhoht werden. In Abb. 6 ist zu sehen, wie der Flachstahl eingesetzt wurde. Zunachst wird das Widerstandsmoment des Flach- stahls berechnet und anschlieBend aufgrund der beidseitigen Verwendung am quadra- tischen Hohlprofil verdoppelt und addiert.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 6 Versteifung Lagerung Hydraulik-Fufipumpe
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
3.3 Hebelarm
Bei der Dimensionierung der vier Hebelarme wird ebenfalls die Gewichtskraft aufgrund der vier Lagerpunkte am Rahmen durch vier geteilt. Um den Hebelarm dimensionieren zu konnen, wird der Startpunkt beim Anheben als Berechnungsgrundlage angenommen. In diesem Punkt ist das auftretende Biegemoment am Hebelarm hinsichtlich des Winkel- /Krafteverhaltnisses am hochsten. Der Hebelarm ist als einseitig eingespannt zu betrach- ten, wie in Abb. 7 ersichtlich ist, um das wirkende Biegemoment berechnen zu konnen, welches durch das obere Lager auf den Hebelarm wirkt. AnschlieBend kann erneut in Abhangigkeit zu der zulassigen Biegespannung das erforderliche Widerstandsmoment Um die Tiefe der Hohlprofile gleich der MaBe der Rahmenkonstruktion zu halten, fallt die Entscheidung auf ein rechteckiges Hohlprofil mit den Abmessungen 50 x 30 x 4 mm und mit einer Gesamtlange von 1000 mm, welches in Abb. 8 und 9 zu sehen ist.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 8 Hebelarm
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 9 Rechteckiges Hohlprofil 50 x 30 x 4 mm
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
3.4 Lagerbolzen
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 10 Wirkende Stabkraft im Hebelarm auf den Lagerbolzen
Bei der Dimensionierung der Lagerbol- zen fallt die Werkstoffauswahl auf X5CrNi18-10, welcher V2A Chrom-Ni- ckelstahl entspricht. Zunachst wird die wirkende Kraft, die durch den Hebel- arm auf den Lagerbolzen lastet, berech- net. Der Krafteverlauf ist in Abb. 10 op- tisch dargestellt. Dies ermoglicht es, nach Berechnung der zulassigen Scher- spannung, den Durchmesser des La- gerbolzens zu ermitteln.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 11 Einzelkraft auf zwei Stutzen (Lagerbolzen)
Die beidseitige Lagerung gewahrleistet, dass die wirkende Kraft, ubertragen vom Hebelarm, auf die zwei Lagerstel- len aufgeteilt wird. Das hat zur Folge, dass die auftretende Scherspannung und somit auch der erforderliche Durchmesser des Lagerbolzens, wel- cher in Abb. 12 zu sehen ist, sich verringern.
Durch eine geschmierte Lagerung des Bolzens in einer eingeschweiBten S235JR Hulse mit einer Wandstarke von 4 mm im Hebelarm wird die Reibung und somit auch der Ver- schleiB verringert.
Gegeben:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 12 Lagerbolzen
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
[...]
1 Vgl. „Tabellenbuch Metall“
-
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X. -
¡Carge sus propios textos! Gane dinero y un iPhone X.