Ich möchte gerne die Schraubenbelastung eines mit zwei Lagerböcken (Fußbefestigung) gelagerten Hydraulikzylinder freischneiden.

Differential-Zylinder:
Kolbendurchmesser: 100mm
Kolbenstangendurchmesser: 56mm
Betriebsdruck: 250bar

Abstand der Bohrungen in den Lagerböcken:
zwischen den Lagerböcken: 1311mm
zwischen den Bohrungen in einem Lagerbock: 210mm


Mein Ansatz:
Der Hydraulikzylinder drückt gegen ein Werkstück welches gegen einen Widerstand fährt.
Kraft in Kolbenstange: F = p * A = 250 * 10^5 * pi / 4 * 0,1^2 N = 197kN (ungefähr)

Also müssten doch auf jede Schraube eine Querkraft von 197/4 kN = 49,25 kN wirken? Dies erscheint mir jedoch ziemlich groß, da Anbieter solcher Hydraulikkolben z.B. mit M22 - Schrauben zur Befestigung der Lagerböcke auskommen. (Bei BoschRexroth z.B. werden einem diese Lagerböcke direkt mitgeliefert, müssten also doch eigentlich ausreichen...)

Wie schneide ich den Zylinder mit Lagerböcken richtig frei?

Zur Veranschaulichung habe ich die Zeichnung von BoschRexroth beigefügt (erhält man in deren e-Shop)

Meinst du mit Querkraft eine Kraft, die die Schraube auf Scherung beansprucht?
Wenn ja, dann mal zur Info: Ein Schraube sollte nie auf Schwerung beansprucht werden. Sie muss mit so viel Drehmoment angezogen werden, damit die Verbindung durch Reibung hält.

Außerdem glaube ich, dass du in deiner Rechnung noch einen Fehler hast: Müssten es nicht 19,7kN sein (Umrechnung 1bar = 0,1 N/mm^2 oder hab ich das falsch im Kopf?)

D.h. du hast deine Kraft von 19,7kN
Reibkoeffizient = 0,1 (Metall auf Metall; ist auch abhängig ob nass, fettig usw.)

=> die Schrauben müssen so stark angezogen werden, dass sie den Lagerbock bei einer Kraft von 19,7kN so stark auf den Grund pressen, dass er nicht verrutscht.
=> 19,7kN/0,1 = 197kN
Dazu kommt bei einer richtigen Schraubenberechnung noch ein Faktor für das Setzen der Schrauben, ein Sicherheitsfaktor und noch mehr (wenn ich mich richtig entsinne)
Wenn sich die Kraft auf vier Schrauben verteilt, wirkt auf jede Schraube eine Zugkraft von 197kN/4= ca. 49kN
Bei einem Schrauben-Durchmesser von ca. 20mm => Spannung = Kraft/Fläche = 49kN / (20^2 / 4 * Pi) = 156 N/mm^2
Also die Spannung ist für die Schrauben verkraftbar, allerdings habe ich nun keinen Sicherheitsfaktor und den Faktor für das Setzen der Schrauben eingerechnet. Aber bei der Spannung ist auch noch viel Luft nach oben...

Hilft dir das weiter?

Hab mir das ganze mal angeschaut also:
Geg:p=250bar-->p=25N/mm² da gebe ich meinem Vorredner recht,aber:
dkolben=100mm

p=F/A ---> F=p*A=25N/mm²*(pi*(100mm)²)/4=25N/mm²*7853,981mm²=196349,54N=196,35KN!!! sehr wohl

Scherbeanspruchung tritt hier nicht auf, da gelten muss:
Wirkt die Betriebskraft senkrecht zur Schraubenachse dann sollen die Schrauben ein verschieben der Teile verhindern, um die sonst
auftretende ungünstige Scherbeanspruchung zu vermeiden. Die statische oder dynamische Querkraft Fq muss dabei durch Reibschluss
aufgenommen werden, der durch eine entsprechend hohe Vorspannkraft Fv zwischen den Berührungsflächen der Teile entsteht, wobei die Reibkraft Fr>Fq sein muss.
Somit werden die Schrauben nur noch statisch auf Zug beansprucht, da gilt |Fr|>|Fq|(siehe Bild a) Anhang). Quelle:Roloff/Matek Maschinenelemente

Also du hast richtig erkannt es wirkt auf jede Schraube eine Querkraft Fq =196,35kn/4 =49,088 KN
Aber es wirkt auch ein Moment M=F*l auf die Schrauben,da wenn im Auge des Zylinders die Kraft angreift, ein hebelarm von 90mm lt. deiner Zeichnung zwischen Kraftangriff und Schrauben existiert. F=196,35kN
somit gilt die Vordimesionierungsformel(nach Decker): notwendige Schraubenaxialkraft: Fvor=Fb+((Fq*sr)/kv) mit Fb=M/(n*ls) ; sr=Sicherheit gegen rutschen; kv=Vordimensionierungsfaktor=2...3, n=Anzahl Schrauben,ls=Abstand zwischen den Schrauben und zwar der Abstand in der Richtung wo die Querkraft wirkt, sprich hier bei deinem Problem: lt Zeichnung: 1311mm, Fq=49,088KN (siehe Anhang scan0003.jpg)
dann muss gelten Fvor<(0,9*(As*Re))/kv
Somit weisst du schonmal ob deine Schraubenverbindung die Festigkeitsbedingung erfüllt. Danach Musst du den Rechengang noch fortsetzen bis du weisst ob die Restklemmkraft ausreicht bei dieser Belastung.