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
1 Einleitung
2 Anforderungen an die Konstruktion
3 Berechnungen zur Bauteildimensionierung
3.1 Rahmenprofil
3.2 Lagerung Hydraulik-Fußpumpe
3.3 Hebelarm
3.4 Lagerbolzen
3.5 Lagerhalter
3.6 Betätigungs-Hebelarme
3.7 Welle zur Betätigung
3.8 Lagerbolzen der Betätigungs-Hebelarme
3.9 Kippsicherheit
4 Fertigungsprozess
5 Gebrauchsanweisung
5.1 Heben
5.2 Parken / Absetzen
5.3 Absenken
6 Kostenaufstellung
7 Fazit
Zielsetzung und Themen der Projektarbeit
Das Hauptziel dieser Projektarbeit ist die eigenständige Konstruktion und Fertigung einer mechanisch betriebenen Zweirad-Hebebühne. Die Forschungsfrage konzentriert sich darauf, wie durch eine ergonomische Arbeitsplatzerhöhung bei Reparaturen an Motorrädern körperliche Belastungen reduziert und die Arbeitssicherheit gewährleistet werden kann, ohne dabei auf externe Energiequellen wie Elektrizität oder Pneumatik angewiesen zu sein.
- Konstruktion einer mobilen, mechanischen Zweirad-Hebebühne
- Statische Berechnungen und Bauteildimensionierung unter Last
- Optimierung von Hebelverhältnissen und Ergonomie am Arbeitsplatz
- Detaillierte Dokumentation des Fertigungsprozesses
- Kostenanalyse der verwendeten Materialien und Komponenten
Auszug aus dem Buch
3.2 Lagerung Hydraulik-Fußpumpe
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 Verbiegungen an den Lagerstellen der Hydraulik-Fußpumpe am unteren Rahmen. Daher ist es notwendig, für eine Versteifung zu sorgen. Zunächst wird hierfür das vorhandene Biegemoment pro Lagerhalter und somit mit der Hälfte der Kraft der Hydraulik-Fußpumpe in X-Richtung berechnet. Für das erforderliche Widerstandsmoment wird das Biegemoment durch die zulässige Biegespannung geteilt. Beim Vergleich des erforderlichen Widerstandsmoment 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 erhöht werden. In Abb. 6 ist zu sehen, wie der Flachstahl eingesetzt wurde. Zunächst wird das Widerstandsmoment des Flachstahls berechnet und anschließend aufgrund der beidseitigen Verwendung am quadratischen Hohlprofil verdoppelt und addiert.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Vorstellung der ergonomischen Notwendigkeit einer Hebebühne für Zweiradreparaturen und Definition der Zielsetzung dieser Arbeit.
2 Anforderungen an die Konstruktion: Festlegung der technischen Rahmenbedingungen, wie mobile Nutzbarkeit, Verzicht auf Strom/Pneumatik und eine Traglast von 250 kg.
3 Berechnungen zur Bauteildimensionierung: Durchführung statischer Analysen für alle tragenden Komponenten, von Rahmenprofilen bis hin zu Lagerbolzen und der Kippsicherheit.
4 Fertigungsprozess: Detaillierte Beschreibung der Fertigungsschritte, einschließlich Schweißtechniken, Oberflächenbehandlung und mechanischer Bearbeitung der Einzelteile.
5 Gebrauchsanweisung: Anleitung zur korrekten Bedienung der Hebebühne, inklusive Hebe-, Absetz- und Absenkvorgängen zur sicheren Nutzung.
6 Kostenaufstellung: Aufstellung sämtlicher Materialkosten und Komponentenpreise zur Ermittlung der Gesamtkosten für das Projekt.
7 Fazit: Reflexion über die Projektergebnisse, gewonnene Erkenntnisse aus dem Versuchsprozess und Empfehlungen für zukünftige Konstruktionsvorhaben.
Schlüsselwörter
Zweirad-Hebebühne, Konstruktion, Bauteildimensionierung, Ergonomie, Hydraulik-Fußpumpe, Stahlbau, Schweißtechnik, Statische Berechnung, Widerstandsmoment, Kippsicherheit, Mechanik, Fertigungsprozess, S235JR, Biegemoment, Werkstatttechnik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschreibt die vollständige Entwicklung und den Bau einer mobilen, mechanisch betriebenen Zweirad-Hebebühne zur Verbesserung der Arbeitsergonomie.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen in der technischen Konstruktion, der statischen Bauteilberechnung, den Fertigungsverfahren in der Metalltechnik und der praktischen Anwendung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist die Realisierung einer robusten und ergonomischen Hebebühne, die ohne externe Energieversorgung eine Last von 250 kg sicher heben und halten kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden klassische statische Berechnungen nach den Richtlinien des Europa Tabellenbuchs Metalltechnik angewendet, um die Dimensionierung der Profile und Bolzen zu bestimmen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die mathematische Dimensionierung aller tragenden Elemente, die Fertigungsschritte der einzelnen Bauteile und die finale Gebrauchsanleitung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind Hebebühne, Ergonomie, Stahlbau, statische Berechnung und Fertigungstechnik.
Warum wurde eine Parallelogramm-Hebebühne einer Scheren-Hebebühne vorgezogen?
Die Parallelogramm-Konstruktion wurde gewählt, da sie konstruktiv einfacher umzusetzen ist und mit den vorhandenen Werkstattmitteln besser realisiert werden konnte.
Wie wurde das Problem der unerwarteten Verbiegung an der Hydraulik-Fußpumpe gelöst?
Durch eine nachträgliche Versteifung mit seitlich verschweißtem Flachstahl (35 x 8 mm) konnte das Widerstandsmoment erfolgreich erhöht werden.
Wie wird die Standsicherheit der Hebebühne garantiert?
Die Kippsicherheit wird über das Verhältnis von Standmoment zu Kippmoment berechnet, wobei ein Ergebnis von über 1 die Stabilität der Konstruktion bestätigt.
Wie wird die Hebebühne gegen ein versehentliches Absenken gesichert?
Die Sicherheit wird durch eine klappbare Abstellstütze mit Spindelverstellung gewährleistet, die das Fahrzeug mechanisch in der Arbeitshöhe fixiert.
- Arbeit zitieren
- Florian Jakob (Autor:in), 2021, Konstruktion und Bau einer Zweirad-Hebebühne, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1039525
