Neumann. SchweiBtechnisches. Handbuch. für Konstrukteure. Teil 3: Maschinen- und Fahrzeugbau. 5., überarbeitete Auflage

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1 Neumann SchweiBtechnisches Handbuch für Konstrukteure Teil 3: Maschinen- und Fahrzeugbau 5., überarbeitete Auflage

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort zur 5. Auflage Maschinenbau Einführung. Grundsätze der Gestaltung von Schweiß konstruktionen im Maschinenbau. Allgemeine Grundlagen (Anforderungen, Funktion, Beanspruchung), Qualitätssicherung. Allgemeine Gestaltungsgrundsätze. Übersichten. Thesen zu allgemeinen Grundsätzen der Gestaltung. Übersicht der Bauweisen im Maschinenbau. Beanspruchung und Gestaltung von geschweißten Konstruktionen aus Stählen.. Einfluß des TragHihigkeitsverhaltens auf die Gestaltung. Einfluß des Steifigkeits-, Schwingungs- und Dämpfungsverhaltens auf die Gestaltung 13 Herstellung und Gestaltung von geschweißten Konstruktionen aus Stählen 1 Herstellungsgrundsätze 1 Schweißverfahren und Gestaltung 15 Gestaltung von geschweißten Guß-Stahl-Verbund konstruktionen 31 Arten der Schweißverbundkonstruktionen 31 Gründe für die Anwendung der Verbundkonstruktion 31 Voraussetzungen zur Schweißverbundkonstruktion 33 Konstruktionsregeln 33 Übersicht zur Qualitätssicherung von Schweißverbindungen im Maschinenbau. 3 Einführung 3 Zusammenhang zwischen Tragfähigkeit, Herstellung und Prüfung (Bewertungsgruppen) 3 Kurzübersicht über Bewertungsgruppen für Lichtbogenschweißverbindungen nach DIN EN Kurzübersicht über Bewertungsgruppen für Reibschweißverbindungen 0 Werkstoffwahl für Schweißkonstruktionen im Maschinenbau 1 Walzstähle. Übersicht. Stahlauswahl nach Anforderungen des Festigkeitsverhaltens. Stahlauswahl nach Anforderungen des Verschleißverhaltens. Stahlauswahl nach den Kriterien der Schweißbarkeit. Gußwerkstoffe. Ausgewählte Eisengußwerkstoffe für Gestellteile im Maschinenbau. Eigenschaften. Anwendung. Schweißeignung. Gestaltung

3 Inhaltsverzeichnis Vorwort zur 5. Auflage Maschinenbau Einführung. Grundsätze der Gestaltung von Schweißkonstruktionen im Maschinenbau. Allgemeine Grundlagen (Anforderungen, Funktion, Beanspruchung), Qualitätssicherung. Allgemeine Gestaltungsgrundsätze. Übersichten. Thesen zu allgemeinen Grundsätzen der Gestaltung. Übersicht der Bauweisen im Maschinenbau. Beanspruchung und Gestaltung von geschweißten Konstruktionen aus Stählen.. Einfluß des Tragfähigkeitsverhaltens auf die Gestaltung. Einfluß des Steifigkeits-, Schwingungs- und Dämpfungsverhaltens auf die Gestaltung 13 Herstellung und Gestaltung von geschweißten Konstruktionen aus Stählen 1 Herstellungsgrundsätze 1 Schweißverfahren und Gestaltung 15 Gestaltung von geschweißten Guß-Stahl-Verbundkonstruktionen 31 Arten der Schweißverbundkonstruktionen 31 Gründe für die Anwendung der Verbundkonstruktion 31 Voraussetzungen zur Schweißverbundkonstruktion 33 Konstruktionsregeln 33 Übersicht zur Qualitätssicherung von Schweißverbindungen im Maschinenbau. 3 Einführung 3 Zusammenhang zwischen Tragfähigkeit, Herstellung und Prüfung (Bewertungsgruppen) 3 Kurzübersicht über Bewertungsgruppen für Lichtbogenschweißverbindungen nach DIN EN Kurzübersicht über Bewertungsgruppen für Reibschweißverbindungen 0 Werkstoffwahl für Schweißkonstruktionen im Maschinenbau 1 Walzstähle. Übersicht. Stahlauswahl nach Anforderungen des Festigkeitsverhaltens. Stahlauswahl nach Anforderungen des Verschleißverhaltens. Stahlauswahl nach den Kriterien der Schweißbarkeit. Gußwerkstoffe. Ausgewählte Eisengußwerkstoffe für Gestellteile im Maschinenbau. Eigenschaften. Anwendung. Schweißeignung. Gestaltung

4 Geschweißte Maschinenelemente 55 Übersicht: Der Katalog für geschweißte Maschinenelemente 55 Bewegte Maschinenelemente 58 Wellen 58 Scheiben und Räder 59 Trommeln und Walzen 59 Zahnräder 59 Hebel, Kurbeln und Stangen 88 Unbewegte Maschinenelemente 89 Aussteifungen bei Schweißkonstruktionen 89 Träger 90 Kästen und Behälter 92 Deckel 92 Ständer, Grundplatten 95 Schrauben ansätze und Füße 105 Geschweißte Baugruppen im Maschinenbau 107 Geschweißte Baugruppen im Werkzeug- und Verarbeitungsmaschinenbau 107 Werkstoffsubstitution, Vor- und Nachteile gegossener und geschweißter Gestellteile 107 Bauweisen für geschweißte Gestellteile 108 Profilbauweise 108 Skelettbauweise 109 Rohrbauweise 109 Plattenbauweise 110 Zellenbauweise 112 Verbundbauweise 113 Faltbauweise 113 Mischbauweise 11 Abgrenzung für Gestellteile in Schweißkonstruktionen 115 Steifigkeitsgerechte geschweißte Gestelle 115 Dämpfungsgerechte geschweißte Gestelle 118 Hinweise für das Herstellen von Schweißkonstruktionen 120 Spanende Werkzeugmaschinen 120 Umformende Werkzeugmaschinen 123 Verarbeitungsmaschinen 127 Geschweißte Baugruppen im Schwermaschinenbau 133 Übersicht 133 Walzwerksanlagen 135 Rollgänge 135 Geschweißte Unterbauten 138 Konstruktionselement Schraubenaufnahme 10 Zusammenfassung - Walzwerksanlagenbau 11 Zementanlagen 11 Allgemeine Erläuterungen 11 Drehofen 11 Zementmühle 13 Mühlenzylinder 13

5 Austragrohr 1 Austragwand 15 Zusammenfassung - Zementanlagenbau 15 Geschweißte Baugruppen im Arbeits- und Kraftmaschinenbau 16 Übersicht 16 Rädergetriebe 18 Verdichter 162 Dieselmotoren 169 Dampfturbinen 181 Wasserturbinen 182 Geschweißte Baugruppen im Elektromaschinenbau 187 Übersicht 187 Läufer 188 Gehäuse, Gestelle und Ständer 188 Geschweißte Baugruppen im Haushaltsgerätebau 20 Übersicht 20 Geschweißte Dünnblechkonstruktionen von Haushaltsgeräten 218 Qualitätssicherung der Schweißtechnik im Maschinenbau 219 Einleitung 219 Übersicht zur Akkreditierung und Zertifizierung in Europa 219 Globales Konzept für Zertifizierung und Prüfwesen (8 Module) 220 Qualitätsmanagement- und Qualitätssicherungsnormen (nach DIN EN bis 2900; ISO 9000 bis 900) 223 Europäische Grundnormen zur Akkreditierung, Zertifizierung und Qualitätssicherung (nach DIN EN 5000 bis 501) 22 Übersicht zu EG-Richtlinien 22 EN-Regelwerke für Maschinen 227 Qualitätsanforderungen an die Schweißtechnik nach europäischen Normen (DIN EN 729) 230 Verbindungselement Schweißnaht und die Schweißzeichnung 231 Bewertungsgruppen für Schweißverbindungen 23 Schweißanweisung, Schweißverfahrensprüfung, Schweißverfahrensanerkennung. 235 Schweißtechnisches Personal 239 Berechnungsgrundlagen für Schweißverbindungen im Maschinenbau 23 Einführung 23 Übersicht der allgemeingültigen Festigkeitsberechnung von Maschinenbauteilen; Bemessungskonzepte 23 Belastungsannahmen im Maschinenbau 25 Kraftwirkung 25 Stöße 26

6 Belastungsbild 27 Berechnungsansätze rur unterschiedliche Beanspruchungsfälle 27 Übersicht 27 Dauerfestigkeitsdiagramm rur ungekerbte Bauteile 29 Erhöhungsfaktor der Fließgrenze rur gekerbte Bauteile 29 Beanspruchungsfälle 250 Berechnung von ungeschweißten Maschinenbauteilen (Nachweis gegen Überschreiten der Fließgrenze und Dauerfestigkeitsnachweis) 251 Berechnung von Schmelzschweißverbindungen 251 Übersicht 251 Nachzuweisende Querschnitte der Schweißverbindungen 253 Ermittlung der Nennspannungen bei Schweißverbindungen 255 Festigkeits- und Ermüdungsnachweise rur Schweißverbindungen (unter Berücksichtigung der Bewertungsgruppen nach DIN EN 25817) 256 Übersicht 256 Vorschlag zur Berechnung von Schweißverbindungen rur statische (vorwiegend ruhende) Beanspruchung im nicht geregelten Bereich 257 Vorschlag der Berechnung von Schweißverbindungen rur schwingende (dynamische) Beanspruchung (I1W-Konzept) 259 Beispiele der Berechnung von Schweiß verbindungen unter Berücksichtigung von DIN EN im nicht geregelten Bereich 277 Allgemeiner Spannungsnachweis und Betriebsfestigkeitsnachweis nach Grundsätzen rur Stahltragwerke von Kranen (nach DIN , Nov. 198) 285 Überschlagswerte von zulässigen Spannungen rur Vorausberechnung 285 Schlußbetrachtung zu Berechnungsgrundlagen von Schmelzschweißverbindungen. 286 Berechnung von Reibschweißverbindungen 286 Übersicht 286 Vorschlag rur die Bemessung von Reibschweißverbindungen unter Berücksichtigung von Bewertungsgruppen im nicht geregelten Bereich 287 Ermittlung der Querschnittswerte und der Nennspannungen 287 Vorschlag zur Berechnung von Reibschweißverbindungen bei vorwiegend ruhender (statischer) Beanspruchung 288 Vorschlag zur Berechnung von Reibschweißverbindungen bei schwingender Beanspruchung 289 Schlußbetrachtung zur Berechnung von Reibschweißverbindungen 293 Beispiele der Berechnung von Reibschweißverbindungen unter Berücksichtigung der Bewertungsgruppen im nicht geregelten Bereich 293 Berechnung von Widerstandspunktschweißverbindungen 296 Übersicht 296 Auszug aus Merkblatt DVS "Widerstandspunktschweißen von Stählen bis 3 mm Einzeldicke - Konstruktion und Berechnung" 296

7 6 Straßenfahrzeugbau Einführung Grundsätze der Gestaltung von Schweißkonstruktionen im Straßenfahrzeugbau Allgemeine Grundlagen Werkstoff wahl Herstellungsbedingungen und Qualitätssicherung Geschweißte Baugruppen des Straßenfahrzeugbaus Grundsätzliches Nutzkraftwagen (NKW, LKW) Kraftomnibus (KOM) Anhängefahrzeuge Spezialfahrzeuge Traktoren Kleintransporter Personenkraftwagen (PKW) Zweiräder Schweißtechnische Instandsetzung von Straßenfahrzeugen Konstruktive und technologische Maßnahmen der schweißtechnischen Instandsetzung Schweißtechnische Instandsetzung von Einzelteilen und Baugruppen Instandsetzungsverfahren Berechnung von Schweißverbindungen im Straßenfahrzeugbau 31 Grundsätzliches 31 Beanspruchung und Berechnung von Kraftfahrzeugen 31 Belastungsannahmen für Kraftfahrzeuge 32 Vorschläge der Bemessung von Schweißverbindungen im Straßenfahrzeugbau.. 35 Übersicht 35 Bemessung von Schmelzschweißverbindungen 36 Bemessung von Reibschweißverbindungen 36 Bemessung von Widerstandspunktschweißverbindungen 37

8 Schienenfahrzeugbau 38 Einfuhrung 38 Grundsätze der Gestaltung von Schweißkonstruktionen im Schienenfahrzeugbau. 355 Wiederkehrende Schweißverbindungen 357 Träger 357 Eckverbindungen, Seitenbleche und Trägeranschlüsse 357 Punktschweißverbindungen 358 Hauptsächliche Schweißverfahren 358 Geschweißte Baugruppen des Schienenfahrzeugbaus 360 Hauptbaugruppen 361 Drehgestelle, Drehzapfenträger 361 Untergestellrahmen 36 Wand- und Dachkonstruktionen (Wagenkästen) 367 Großsektionen 367 Sonderkonstruktionen 368 Berechnungsgrundlagen fur Schweißverbindungen im Schienenfahrzeugbau 369 Einsatzbedingungen und Beanspruchung von Schienenfahrzeugen 369 Lastannahmen 370 Grundsätze des Festigkeitsnachweises 373 Einsatz der Rechentechnik zur NachweisfUhrung 377 Zulässige Spannungen und Sicherheiten 378 Berechnungsbeispiele 38 Allgemeine Bemerkungen 38 Berechnung einer Schweißverbindung an einem Querträger eines Güterwagenuntergestells 38 Berechnung eines Reisezugwagenkastens 387 Berechnung eines Drehgestellrahmens - Aufgabenstellung und Modellierung 392 Literaturverzeichnis 398