PolPartDesign

(aktuelle Version: 3.2.1.4)Was ist neu?

Tools für die Entwicklung und Konstruktion von Kunststoff-Formteilen

Aktuell enthält die Software die Komponenten Berechnung von Schnappverbindungen, Zahnrad-Berechnungen und Berechnung zylindrischer Kunststoffbehälter. Die Software wird schrittweise durch weitere Komponenten (wie z.B. Berechnungen zu Pressverbindungen, ...) erweitert.

Neben den spezifischen Software-Modulen (Schnappverbindung, Zahnradberechnung, Behälterberechnung) sind aktuell projektunabhängige Software-Module für die Sekanten/Tangenten-E-Modul-Berechnung sowie für die Wärmeleitzahl-Berechnung nutzbar

Bei Schnappverbindungen rasten Federelement mittels Nocken, Haken oder Wülsten formschlüssig in entsprechende Vertiefungen ein. Dabei werden die zu verbindenenden Teile an den Federelementen zügig verformt. Nach dem Einschnappvorgang wird die Deformation weitgehend zurückgestellt. Das Lösen - soweit möglich bzw. gefordert - läuft in analoger Weise ab.

Gegenstand der Software ist die Berechnung von Schnappverbindungen für unterschiedliche Verbindungsarten, Verbindungsprinzipien und Federelementen.

Haupteigenschaften und -funktionen des Modules Schnappverbindungen

  • Festigkeits- und Stabilitätsnachweise
  • Füge-, Löse-, und Auslenkkraftberechnungen
  • 12 verschiedene Verbindungsarten, Verbindungsprinzipien bzw. Federelemente
  • Erfassung der erforderlichen Geometriedaten der Federelemente bzw. Verbindungsarten
  • Variation durch Auswahl unterschiedlicher Rastelemente (Trapzraste, Wulstraste, Dreiecksraste, ...)
  • Variation durch Auswahl unterschiedlicher Querschnitts-Geometrien
  • Berechnungsmodul zur überschlägigen Ermittlung des E-Moduls
  • Berechnungsmodul zur überschlägigen Ermittlung des E0-Moduls mittels der Shorehärte
  • Berechnungsmodul zur überschlägigen Ermittlung des Reibungs-Koeffizienten
  • Berechnungsmodul zur überschlägigen Ermittlung der zulässigen Dehnung
  • Projekt-Verwaltung in einzelnen Dateien
  • Drucken/Druckvorschau-Funktionen

Weitere Informationen zur Berechnung und zu Gestaltungsrichtlinien finden Sie im Kapitel 11 des Buches Entwicklung und Konstruktion von Kunststoffteilen.

Biegefeder Biegefeder Torsionsfeder Torsionsfeder Kugelschnappverbindung Biegefeder Biegefeder Zylinderschnappverbindung Biegefeder Biegefeder geschlossene Zylinderschnappverbindung geschlossene Zylinderschnappverbindung
Dreiecksraste Trapezraste Wulstraste Rasthaken Zylinder-/Kugelraste
Kreissegment Trapez gleichschenkliges Dreieck gleichseitiges Dreieck Halbkreis Rechteck regelmäßiges Sechseck Kreis

Wegen des andersartigen Deformationsverhaltens der Kunststoffe (Viskoelastizität) ist die bisher übliche Übertragung der Berechnungsmodelle für Metallzahnräder auf Kunststoffzahnräder sehr grenzwertig, aber z.Zt. immer noch Stand der Technik. Insbesondere die zulässige Zahnfußfestigkeit und Zahnflankenpressung sind kritische Eigenschaften für die Berechnung. Entsprechend aufwendige Zahnradversuche für eine sehr begrenzte Anzahl von Kunststoffen erwecken zunächst den Eindruck von praxisnahen Berechnungsvorgaben. Tatsächlich sind Unvollständigkeit und Streubreite dieser Kennwerte für den jeweils gleichen Werkstoff erheblich. Funktionale Zusammenhänge zwischen wesentlichen Einflussgrößen (z.B. Zahntemperaturen, Lastwechsel, Schmierungsart) sind nicht immer hinreichend belegt bzw. lückenhaft.

Gegenstand der Software ist die Berechnung von Kunststoff-Stirnradgetrieben in Anlehnung an DIN 3990. Erfasst werden Nullgetriebe mit 20°-Evolventenverzahnung mit Gerad- und Schrägverzahnung sowie Kunststoffe mit einem E-Modul (Ursprungsmodul) nach DIN EN ISO 527 mit E0>300 N/mm² bzw. mit einer Shorehärte nach DIN EN ISO 7619 > 60D. Erforderlichenfalls können Getriebe mit Profilverschiebung durch Modifizierung und Präzisierung der relevanten Berechnungsvariablen und Einflussfaktoren nach DIN 3990 berechnet werden.


Haupteigenschaften und -funktionen des Modules Zahnrad-Berechnung

  • Die Berechnung der Zahnmassetemperatur basiert auf einer Wärmebilanz aus Reibungsverlusten und mechanischen Dämpfungsverlusten in Verbindung mit einem präzisierten Wärmeübergangsmodell.
  • Die Zahnflankentemperatur wird mit einem modifizierten Integraltemperaturverfahren nach DIN 3990 bestimmt.
  • Dynamische Zusatzkräfte aus der Arbeitsweise des Getriebes (Antrieb und angetriebene Maschinen und Geräte) werden bei der Zahnradberechnung durch die Anwendungsfaktoren nach DIN 3990 (Teil 1) berücksichtigt.
  • die Einbeziehung aller halbhart– und hartelastischen Kunststoffe ohne aufwendige Zahnradversuche
  • Die Zahntemperaturberechnung basiert auf einer physikalisch fundierten Wärmebilanz. Damit wurde ein erweiterter Anwendungsbereich bei ausreichender Genauigkeit angestrebt. Insbesondere der Werkstoffeinfluss auf die Zahnflankentemperatur wird in der Berechnung besser erfasst.
  • Die Tragfähigkeitsnachweise umfassen die Zahnfußfestigkeit, Zahnflankenpressung, Zahnverformung sowie Zahnmasse- und Zahnflankentemperatur mit Angabe der entsprechenden Sicherheiten.
  • Festigkeitsnachweise und Temperaturkontrollen für Metallräder in kombinierten Getrieben entfallen.
  • mitgelieferte lokale Datenbank mit Kunststoffen/Metallen für übliche Kunststoffgetriebe bzw. Zahnräder
  • genaue Berechnungen durch Verwaltung und Anwendung eigener Kunststoff-Daten

  • durch die beliebige Variation der Eingaben und Entscheidungen, werden die Auswirkungen in den Ergebnissen sofort sichtbar
  • der Nutzer kann seine Erfahrungen durch Verwendung eigener Kunststoffdaten bzw. durch Festlegung bestimmter Eingabe-Werte (wie z.B. Reibwert der Werkstoffpaarung, Arbeitsweise des Getriebes, ...) berücksichtigen
  • alle Eingaben und Entscheidungen können als einzelne Projekt-Dateien verwaltet werden (Laden, Speichern, Speichern unter ...).
  • Drucken/Druckvorschau aller Eingaben/Entscheidungen je Projekt
  • Anzeige aller Daten der Kunststoffe und Metalle der mitgelieferten lokalen Datenbank
  • kontext-spezifische Programm-Hilfen
  • ...

In der Software können beliebig viele eigene Kunststoffe/Daten verwaltet und dann zur Berechnung ausgewählt werden.

Zusätzlich enthält die Software eine lokale Datenbank, in der übliche Werkstoffe für Kunststoff-Getriebe- und -Zahnradberechnungen enthalten sind. Die Kunststoffdaten der lokalen Datenbank sind Orientierungs- bzw. Durchschnittswerte und können ohne weitere Präzisierung zur Berechnung verwendet werden.

Nachfolgend die Liste der derzeit in der Datenbank enthaltenen Werkstoffe.

Kunststoffe
HGW 2081 (Grobgewebe) Hartgewebeschichtpreßstoff aus Phenolharz u. Baumwollgrobgewebe oder vergleichbarem synthetischen Gewebe.
HGW 2082 (Feingewebe) Hartgewebeschichtpreßstoff aus Phenolharz u. Baumwollfeingewebe oder vergleichbarem synthetischen Gewebe einschließlich Sondertypen.
PA6 Polycaprolactam
PA66 Polyhexamethylenadipinamid
PA6G Hochmolekulares Gußpolyamid auf Basis Caprolactam. Dichte 1,135...1,155 g/cm³.
PBT Polybutylenterephthalat
PEEK Polyetheretherketon
POM Polyformaldehyd,Polyoxymethylen (Homo- und Copol.)
Metalle
unlegierter Stahl
Stahlguss
legierter Stahl (nicht korrosionsbeständig)
Stahlguss (nicht korrosionsbeständig)
korrosionsbeständiger Stahl
korrosionsbeständiger Stahlguss
unlegierter Grauguss mit Lamellengraphit (GGL)
unlegiertes Gusseisen mit Kugelgraphit
Alu-Legierungen
Messing

Berechnungen zur Belastung von zylindrischen Flüssigkeitsbehältern aus Kunststoff.

Haupteigenschaften und -funktionen des Modules Berechnung zylindrischer Kunststoffbehälter

  • für durchgehend konstante statische Belastung durch Vorgabe der Füllhöhe bei möglicher Variation der Flüssigkeitstemperatur
  • für unterbrochene (intermittierende) Belastung durch Vorgabe gleicher oder unterschiedlicher Lastzyklen. Ein Lastzyklus in diesem Zusammenhang ist ein Belastungsschema durch Vorgabe der Zeit, einer konstanten Flüssigkeitstemperatur sowie minimaler bzw. maximaler Füllhöhen. Dabei kann das Gesamtbelastungsschema ein oder mehrere Lastzyklen enthalten.
  • Berechnung der Mindestwanddicke
  • geometrische Angaben zu den Bereichen der maximalen Belastung
  • Festigkeitsnachweis
  • für isotrope und orthotrope Kunststoffe
  • Berechnungsmodul zur überschlägigen Ermittlung des E-Moduls
  • Berechnungsmodul zur überschlägigen Ermittlung des E0-Moduls mittels der Shorehärte
  • Berechnungsmodul zur überschlägigen Ermittlung der zulässigen Dehnung
  • Richtwerte für kritische Dehnungen
  • Projekt-Verwaltung in einzelnen Dateien
  • Drucken/Druckvorschau-Funktionen

Weitere Informationen zur Berechnung finden Sie im Buch Entwicklung und Konstruktion von Kunststoffteilen.


Unsere Software-Produkte liefern Ergebnisse, die häufig auf Entscheidungen bezüglich bestimmter Eigenschaften, Verarbeitungs- bzw. Anwendungsbedingungen von Kunststoffen beruhen. In der Regel hat jedes unserer Software-Produkte eine spezifische Datenbank um die Funktionen der Software ausführen zu können.

Das Software-Modul "Handelsprodukte" ist optional und enthält zusätzlich eine Datenbank mit den wichtigsten Kunststoff-Handelsproduktdaten mehrerer Kunststoffhersteller.

Diese Handels-Produkt-Daten können u.a. innerhalb unserer Software-Produkte dazu verwendet werden, Ihre Eingaben/Entscheidungen zu präzisieren.

Das Software-Modul "Handelsprodukte" unterstützt folgende Funktionen:

  • komplettes Datenblatt pro Kunststoff/Handelsprodukt
  • Suche nach Handelsprodukten mittels Name, Polymer-Familie, Hersteller
  • Anzeige aller gespeicherten Eigenschaften pro Handelsprodukt
  • Filtern nach Eigenschaftsgruppen (wie z.B. mechanische Eigenschaften, thermische Eigenschaften, ...)
  • Anzeige von Eigenschafts-Diagrammen pro Handelsprodukt
  • Medienbeständigkeiten
  • direkter Vergleich mehrerer Handelsprodukte
  • grafische Darstellung der Werte-Verteilung bestimmter Eigenschaften
  • Eigenschaftswerte suchen/anzeigen (mit Filter für Polymer-Familie)
  • Eigenschafts-Diagramme suchen/anzeigen (mit Filter für Diagramm-Eigenschaft und Polymer-Familie)
  • ca. 18.600 Handelsprodukte, 35 Hersteller, ca. 25.000 Eigenschaftsdiagramme, ca. 250.000 Eigenschaftswerte


Formmassen der folgenden Hersteller sind enthalten:

DSM
ALBIS
Covestro
Hexion
PolyOne
Celanese
DuPont
Evonik Industries AG
LANXESS
Versalis
BASF PU
Kuraray
EMS-GRIVORY
RadiciPlastics
ARKEMA
INEOS Styrolution
Mitsubishi EP
A. Schulman
Solvay Engineering Plastics
BASF
Mitsui Europe
SABIC
RadiciGroup
LyondellBasell
MOCOM
Evonik Operations GmbH
Röhm
DOMO Chemicals
Ascend
Envalior
Asahi
Mitsubishi Chemical Group

Die wichtigsten Werkstoffdaten folgender Formmassen sind enthalten:


Die Software läuft unter Windows 7, 10, 11. Für die Installation bzw. bei Updates sind Administrator-Rechte erforderlich. Die Software ist auch ohne Internetverbindung lauffähig. Lediglich für die Aktivierung als Vollversion bzw. für Benachrichtigung bei Software-Updates wird eine Internetverbindung benötigt.

DEMO-Version Vollversion Vollversion Details
kostenlos nutzbar ja nein nein
Registrierung erforderlich nein ja ja
Zahnradberechnung
Ritzelanzahl (Planetenrad-Stufe)
auf 4 begrenzt keine Begrenzung keine Begrenzung
Zahnradberechnung
Zähnezahl
auf den Bereich von 50...70 begrenzt keine Begrenzung keine Begrenzung
Zahnradberechnung
Schrägverzahnung
Schrägungswinkel begrenzt auf 11° keine Begrenzung keine Begrenzung
Zahnradberechnung
Anwendungsfaktor (Arbeitsweise)
keine eigenen Anwendungsfaktoren nutzbar eigene Anwendungsfaktoren nutzbar eigene Anwendungsfaktoren nutzbar
Zahnradberechnung
Drehzahlen
auf den Bereich von 500...1400 U/min begrenzt keine Begrenzung keine Begrenzung
Zahnradberechnung
Getriebenennleistung
nicht editierbar editierbar editierbar
Schnappverbindung
E-Modul
auf den Bereich von 900...1400 N/mm² begrenzt keine Begrenzung keine Begrenzung
Schnappverbindung
Schnapphöhe
auf den Bereich von 1,0...1,8 mm begrenzt keine Begrenzung keine Begrenzung
Schnappverbindung
Rastelement-Querschnitt
nur Kreis- bzw. Halbkreis-Querschnitt nutzbar alle nutzbar alle nutzbar
Behälterberechnung
Durchmesser (Ø)
auf den Bereich von 1900...2300 mm begrenzt keine Begrenzung keine Begrenzung
Behälterberechnung
max. Füllhöhe
auf den Bereich von 2400...2800 mm begrenzt keine Begrenzung keine Begrenzung
Behälterberechnung
Dichte der Flüssigkeit
auf den Bereich von 1,0...1,2 g/cm³ begrenzt keine Begrenzung keine Begrenzung
nutzbare Handelsprodukte (ca. 18.500) ca. 5% ca. 5% alle
Hier finden Sie eine Reihe kurzer YouTube-Videos zur Bedienung der Software. Wir sind aktuell noch dabei, die gesamte Video-Reihe zu erstellen.

Teil 1: In diesem ersten Teil der Videoreihe geben wir Ihnen eine Einführung in die allgemeine Bedienung der Software. In den nachfolgenden Videos werden wir dann auf die zwei Hauptmodule eingehen.
Teil 2: In diesem Teil der Videoreihe zeige ich Ihnen den Schnelleinstieg in die Bedienung des Moduls Schnappverbindungen am Beispiel der geraden Biegefeder mit Trapezraste. Die Vielzahl an Kombinationen von Verbindungselementen, Rastelementen und Querschnitten würde ein sehr umfangreiches Video bedingen. Nutzen Sie einfach die DEMO-Version, um die Software näher kennen zu lernen.