==Lösungen für die BerechnungsaufgabenÜbungsaufgabe 1: == '''Lösung Aufgabe 1:'''
*Aufgabenstellung:
Zwei Bauteile aus S235 sollen so miteinander verlötet werden, dass sie eine Schubkraft (Zugscherkraft) von 500 N halten können. Wie groß muss die Überlappungslänge l<sub>ü</sub> sein, wenn die Lötfläche quadratisch ist? Zum Löten wird L-Ag30Cd verwendet, außerdem hat der Konstrukteur eine dreifache Sicherheit bestimmt.
[[Bild:ÜberlappungKlebverb Zugscherkraft .jpgJPG ]]
'''LösungwegLösungsweg '''
'''geg:'''
'''Löslös :'''
'''Antwort:'''
Mit einer dreifachen Sicherheit beträgt die Überlappungslange l<sub>ü</sub>= 1,58mm.
==Übungsaufgabe 2:==
*Aufgabenstellung:
Mit der Längskraft F belastete Kopfbolzen d = 12mm sollen entsprechend Bild in Grundkörper hart eingelötet werden. Bolzen und Grundkörper bestehen aus S235JR
( Rm 360 N/mm²) und die Scherfestigkeit der Lötnaht beträgt 205 N/mm².
Zu berechnen sind:
a) Die Überlappungslänge lü ( Einstecktiefe), wenn Bolzen und Lötnaht die gleiche Tragfähigkeit aufweisen sollen.
b) die zulässige ertragbare Längskraft F, wenn die Verbindung mit der dreifachen Sicherheit gegen Bruch ausgelegt werden soll und die Last ruhend und stoßfrei auftritt.
[[Bild:Sapfen.jpg]]
'''Formel:'''
[[Bild:Steckverbindung.jpg]]
'''Lösungsweg'''
'''geg:'''
Werkstoff = S235JR
R<sub>m</sub> = 360 N/mm<sup>2</sup> (TB 1-1a lt. Roloff/Matek)
T<sub>IB</sub> = 205 N/mm<sup>2</sup> ( für Silberhartlot AG 203 lt. TB 5-10 Roloff/Matek)
d = 12mm
KA = 1 (Betriebsfaktor lt. Tab. 3.5 Roloff/Matek)
S = 3
'''ges:'''
a) l<sub>ü</sub> in mm
b) F in kN
'''lös a)'''
l<sub>ü</sub> ≈ ( R<sub>m</sub> / T<sub>IB</sub> ) * d / 4
l<sub>ü</sub> ≈ ( 360 N/mm<sup>2</sup> / 205 N/mm<sup>2</sup>) * 12mm / 4 ≈ 5 mm
l<sub>ü</sub> ≈ <u>5 mm</u>
'''Antwort a :''' Die ( Einstecktiefe ) Überlappungslänge beträgt 5 mm.
'''lös b)'''
A<sub>I</sub> = d * π * Iü
A<sub>I</sub> = 12mm* π * 5 mm
A<sub>I</sub> = 188 mm<sup>2</sup>
F = T<sub>IB</sub> * A<sub>I</sub> / K<sub>A</sub> * S
F = 205 N/mm<sup>2</sup> * 188 mm<sup>2</sup> / (1,0 * 3 )
F = <u>12,8 kN</u>
'''Antwort b : ''' Die Hartlötverbindung kann mit einer dreifachen Sicherheit eine ruhende Längskraft von 12,8 kN übertragen.
==Übungsaufgabe 3:==
*Aufgabenstellung:
Eine Kaltwasserleitung aus Kupferrohr 54 x 2 wird nach Skizze mit einer weich aufgelöteten Kappe verschlossen. Es ist zu prüfen, ob die Spaltlötverbindung für einen höchsten Wasserdruck von 8 bar sicher ausgelegt ist.
[[Bild:Kappe.jpg]]
'''Formel:''' RM FS 5.10
[[Bild:Steckverbindung.jpg]]
'''Lösung'''
'''geg:'''
T<sub>lzul</sub> = 2 N/mm<sup>2</sup> (Weichlötverbindungen "Faustregel" Roloff/Matek)
K<sub>A</sub> = 1 (Betriebsfaktor lt. Tab. 3.5 Roloff/Matek)
l<sub>ü</sub> = 10 mm
''d'' = 54 mm
''p''<sub>e</sub> = 8 bar = 0,8 N/mm<sup>2</sup>
'''ges:'''
Scherfestigkeit der Lötnaht T<sub>I</sub> in N/mm<sup>2</sup> =
[T<sub>I</sub> =(K<sub>A</sub> * ''F'') / A<sub>I</sub> ]
Sicherheit ''S'' =
[ S = T<sub>Izul</sub> / T<sub>I</sub> ]
'''Lösung'''
Berechnung der Fläche ''A'' in mm<sup>2</sup>
''A'' = (''d''<sup>2</sup> * π) / 4
''A'' = (54mm<sup>2</sup> * π) / 4
''A'' = <u>2.290,22 mm<sup>2</sup></u>
Berechnung der Druckkraft auf die Fläche in kN
''p''<sub>e</sub> = ''F / A''
''F'' = ''p''<sub>e</sub> * ''A''
''F'' = 0,8 N/mm<sup>2</sup> · 2,29 · 103 mm<sup>2</sup>
''F'' = <u>1,83 kN</u>
Berechnung der Lötnahtfläche in mm<sup>2</sup>
''A''<sub>I</sub> = ''d'' * π * ''l''<sub>ü</sub>
''A''<sub>I</sub> = 54 mm * π * 10 mm
''A''<sub>I</sub> =<u> 1.696,46 mm<sup>2</sup>
</u>
T<sub>I</sub> =(K<sub>A</sub> * ''F'') / ''A''<sub>I</sub>
T<sub>I</sub> =(1 * 1.832,17 N) / 1.696,46 mm
T<sub>I</sub> = 1,08 N/mm<sup>2</sup>
''S'' = T<sub>Izul</sub> / T<sub>I</sub>
''S'' = 2N/mm<sup>2</sup> / 1,08N/mm<sup>2</sup>
''S'' = <u>1,8</u>
'''Antwort:''' Die Lötverbindung hält der Belastung von 8 bar mit einer 1,8-facher Sicherheit stand.
==Ergebnisse Übungsaufgabe 4==
{| {{Tabelle
}}
! Fragen
! Antwort
|-
| 1) Was ist Löten?
|
d) ein Verbinden von gleichen oder verschiedenen Metallen mit - Hilfe eines leichter schmelzenden Zusatzmetalls
|-
| 2) Wann ist beim Löten
die Arbeitstemperatur erreicht?
|
e) wenn das Lot in die Lötnaht fließt und sich mit dem Werkstoff verbindet
|-
| 3) Wo liegt die Temperatur zwischen
Hart- und Weichlöten ?
|b) 450°C
|-
| 4) Wie müssen Teile zum Löten
vorbereitet werden?
|
b) Die Teile müssen vollkommen sauber und metallisch blank sein
|-
| 5) Was sind Weichlote?
|
c) Alle Lote, deren Schmelzpunkte unter 450°C liegen
|-
| 6) Wozu benötigt man Flussmittel?
|
c) damit die bestehende Oxidschicht aufgelöst und
ihre Neubildung verhindert wird
|-
| 7) Lotpasten können eingesetzt werden für
| a) Weichlöten
|-
| 8)Welche Aussagen über Lotpasten ist richtig?
|
c) Lotpasten müssen mind. 60% Metall enthalten
|-
| 9) Beim Löten ist die Materialpaarung von großer Bedeutung.
Sie ist unter anderem von folgenden Faktoren abhängig welche?
|1. Benetzung des Lotes auf dem Bauteil
2. Kapillarwirkung des Lotes in einem Spalt
3. Entstehung von Bindungen zwischen den Stoffen
|-
| 10) Welche Behauptung über die Wirkung
des Lötspaltes ist richtig?
|
e) Der Spalt soll etwa der halben Blechdicke entsprechen
|-
|11) Wie groß soll der Lötspalt sein?
|
c) Spaltbreite 0.05- 0.5 mm
|-
| 12)Welches Flussmittel wird zum Hartlöten verwendet?
| a) F-SH 1
|-
| 13) Wie viel Prozent Zinn enthält ein Lot
mit der Bez. S-Sn 97Cu 3
|c) 97%
|-
| 14) Welche Regel gelten für das
Löten von Gasleitungen?
|
d) nur Hartlöten von Cu- Rohren
|-
| 15) Welche Regel gelten
für das Löten von Wasserleitung ?
|
d) Weichlöten von Cu-Leitung bis 28x 1.5
|-
| 16) Was sind die Einflussgrößen
Auf die Lötbarkeit eines Bauteils.?
| 1:Werkstoffe
2:Konstruktion
3:Fertigung
|-
| 17) Wie lautet die Kennzahl von Weich- bzw.
Hartlöten bei der Symbolischen Darstellung?
|a) Weichlöten Kennzahl= 94
b) Hartlöten Kennzahl= 91
|-
| 18) Welche Aussage über
die Stumpfstoßverbindung ist richtig?
|
c) Diese werden nur bei gering belasteten Bauteilen mit Blechdicke t>1mm ausgeführt.
|-
| 19) Wann wird die Überlappstoß-
verbindung eingesetzt ?
|
b) wenn die Lötnähte die gleiche Tragfähigkeit aufweisen soll wie die zu verbindenden Teile.
|-
| 20) Was ist lü und ihre Einheit ?
| lü ist die Überlappungslänge in mm
|-
| 21) Bei runden Steckverbindungen können
welche Kräfte auf der Lötfläche aufgenommen werden?
|
c) T1 = Torsionsspannung in N/mm²
|-
| 22) Um die Festigkeit des Grundwerkstoffes
zu errechen genügt lü =(..) t
|
c) ( 3...6) t
|-
|}
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]
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