THEMA:

Sehr geehrte Damen und Herren,

mein Name ist Mathias Last und ich bin Laboringenieur für Elektrische Antriebstechnik an der FH Stralsund in Mecklenburg-Vorpommern.
Ich bin Elektroingenieur und habe von Statik keine Ahnung (Technische Mechanik war für mich während des Studiums völlig unbegreiflich.)

Zu meinem Problem:

In einem Laborraum dieser FH wollen wir einen 50 kW-Asynchronlinearmotor aufbauen. Dieser soll in 2 Richtungen verfahren.

Zum Aufbau dieses Linearantriebes müssen zwei (gestückelte) 7 m lange Präzisions-Laufschienen der Firma THK (Breite: 35 mm) auf einen entsprechenden Unterbau montiert werden.

Die Laufschienen sind ca. 1 m von einander entfernt und mittels 8 Laufwagen und einer entsprechenden Konstruktion mechanisch miteinander verbunden. Auf den Laufwagen montiert ist eine Masse von ca. 500 kg welche mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s bewegt werden soll und innerhalb von 0,8 s auf diese Geschwindigkeit beschleunigt werden muß bzw. von 3 m/s auf 0 m/s in 0,8 s abgebremst werden soll. Dabei sollen sich die Laufschienen am besten in keine Richtung verformen.

Die Toleranz zwischen den Laufschienen in Längsrichtung darf auf die 7 m gesehen nicht mehr als 0,08 mm betragen (das hinzukriegen ist nicht das Problem) und in vertikaler Richtung nicht mehr als 0,1 mm (das ist das Problem).

Meine Frage ist folgende:

Welches Profil wäre in der Lage eine entsprechende stabile Stahlkonstruktion zu ergeben?
Wie müßte dieses Stahl-Fundament aufgebaut werden (der Boden ist völlig uneben, einfach am Boden anschrauben wird wohl nicht gehen)?

Ich hatte mir vorgestellt die Stahlkonstruktion auf je 8 Fixatoren zu befestigen und darauf wiederum je eine Laufschiene auszurichten und fest zu schrauben. Als Ergebnis soll wie gesagt eine (möglichst) völlige Parallelität und null Höhenabweichung zwischen den beiden Laufschienen herauskommen, welche auch während des Verfahrens der Masse gewahrt bleibt.

Wäre schön, wenn ich einige Tips bekommen könnte.
Danke für eine Antwort.

MfG

Dipl.-Ing. Mathias Last

Guten Morgen!
Hier handelt es sich um eine interessante Aufgabe. Allerdings sind m.E. hier noch örtliche Gegebenheiten, Finanzen, Kontruktionsmöglichkeiten und -details und vieles andere zu klären. Ich rate deshalb an, einen Fachmann aus Stralsund oder Umland zu Rate zu ziehen. Die zusätzlichen Kosten werden so hoch nicht sein.
Zur reinen Durchbiegung der Stahlschienen wäre eine Verformungsberechnung als Stahldurchlaufträger (7 Felder zu je 1,00 m) nach Elastizitätstheorie wohl ausreichend, um ein Standardprofil zu wählen.
Gruß von Arno

Hallo arnostatik,

vielen Dank für Deine Antwort. Hinsichtlich der Kosten kann ich sagen, dass die Linearführungen von THK (Schienen + Laufwagen) bereits bestellt sind (ca. 5000 €).
Wie teuer 1 m geigneter Profilstahl ist, weiß ich nicht.

Die Fachleute hier an der FH wurden befragt (Studentenbeleg + 2 Professoren), es hat aber keiner ganz konkret gesagt: OK, ihr nehmt das, das und das, verbaut das so, so und so und alles ist perfekt. Irgendwie sind wir als Elektriker doch wieder auf uns selbst angewiesen - nur würden wir das eben nur nach Gefühl zusammenfriemeln, aber nicht ingenieurtechnisch. Zumal wir gar nicht alle geeigneten Werkstoffe, Bauelemente und Verbindungs- sowie Meßtechniken kennen.

Somit wären wir für eine fachliche Unterstützung echt dankbar.

MfG

Mathias

Hallo Matthias,
bei der Präzision und dem Geld ist wohl eine Internet-Beratung nicht das richtige! Entweder findet ihr einen Kollegen vom Fach Baukonstruktion der kostenlos hilft oder ihr müsst einen Statiker zukaufen. Ist aber sicher billiger, als die ganze Konstruktion nach einem Jahr wegzuschmeißen.