Verbindungen und Verbindungselemente

Maschinenelemente 1

Das Kapitel Verbindungen und Verbindungselemente in unserem Online-Kurs Maschinenelemente 1 besteht aus folgenden Inhalten:

1. Verbindungen und Verbindungselemente

   Verbindungen und Verbindungselemente

   

   Als Verbindung fasst man einen Zusammenschluss von zwei oder mehreren Körpern auf, welcher eine Trennung der Körper unter Einwirkung von Betriebskräften verhindert. Im Rahmen dieses Kurses werden wir die drei gängigen Verbindungsarten vorstellen und zu diesen Berechnungen anstellen. Unterschieden werden:stoffschlüssige Verbindungenformschlüssige Verbindungenkraftschlüssige VerbindungenDa Verbindungen zudem weitere Unterscheidungskriterien aufweisen und gelegentlich ...

2. Stoffschlüssige Verbindungen

   Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen

   

   Stoffschlüssige Verbindungen zeichnet aus, dass eine Bauteilverbindung hergestellt wird, die unter normalen Umständen außer durch Zerstörung nicht mehr gelöst werden kann.Hergestellt werden kann die Verbindung mit arteigenen oder mit artfremden Zusatzwerkstoffen, aber auch ohne Zusatzwerkstoffe.  Die Vorteile diese Verbindungsart sind:Die Übertragungsfähigkeit von Kräften und Momenten ist normalerweise hoch.Der Platzbedarf für diese Bindungsart ...

3. Schweißverbindungen

   Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Schweißverbindungen

   

   In diesem Abschnitt wenden wir uns den Schweißverbindungen als Verbindungsart zu. Anfangs werden wir dich mit den Grundlagen des Festigkeitsnachweises vertraut machen und anschließend bestimmen wir die auftretenden Spannungen. Dabei gehen wir in dieser Reihenfolge vor:Grundlagen des Festigkeitsnachweises einer SchweißverbindungSpannungsberechnungen einer SchweißverbindungFestigkeitsnachweis einer Schweißverbindung,Grenzspannung und Sicherheit einer SchweißverbindungUnten ...

4. Grundlagen des Festigkeitsnachweises einer Schweißverbindung

   Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Schweißverbindungen > Grundlagen des Festigkeitsnachweises einer Schweißverbindung

   

   Ziel einer Schweißverbindung ist, dass durch das Fügeverfahren Schweißen unter Nutzung von Wärme die Teile derart verbunden werden, dass sie in Bezug auf Beanspruchungen als ein Bauteil gelten. Daher gilt es, den Tragfähigkeitsnachweis sowohl für den Konstruktionsquerschnitt als auch für den Schweißnahtquerschnitt stets einzeln zu führen. Wir werden uns hier nur mit dem Schweißnahtquerschnitt beschäftigen, die Festigkeitsberechnung ...

5. Einflussfaktoren einer Schweißnahtverbindung

   Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Schweißverbindungen > Einflussfaktoren einer Schweißnahtverbindung

   

   Wir werden nun die drei Einflussfaktoren näher untersuchen.Werkstoffkennwerte der NahtIm Bereich der Schweißnaht kommt es infolge des Schweißens zu einer Veränderung der Werkstoffkennwerte des Grundwerkstoffs (Indize G). Im günstigen Fall liegt eine Verbindung (Indize V) vor, die die Ungleichung:$\sigma_{G Schweißnaht} > \sigma_{V Schweißnaht} $ erfüllt. Dies bedeutet, dass die zulässige Spannung über der auftretenden Spannung liegt. Oft ...

6. Schweißnahtdicke und Schweißnahtlänge

   Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Schweißverbindungen > Schweißnahtdicke und Schweißnahtlänge

   

   Nachdem wir uns bisher nur mit den gestalterischen und beeinflussenden Aspekten einer Schweißverbindung auseinandergesetzt haben, wenden wir uns nun den Berechnungen einer Schweißverbindung zu. Am Anfang gilt es wie immer, die auftretenden Spannungen zu bestimmen. Die für die Nachberechnung notwendigen Querschnitte gründen auf rechnerischen Schweißnahtmodellen, die sich durch Vereinfachungen, Vereinbarungen und Vorschriften aus dem wirklichen Schweißnahtbild ...

7. Berechnung der Spannungen einer Schweißverbindung

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   Bei zug-, druck- und schubbeanspruchten Nähten einer Schweißverbindung ist die Länge der Wurzel maßgebend. Eine Besonderheit liegt bei Schubbeanspruchungen vor, denn hier werden nur die Nahtlängen in Vorzugsrichtung berücksichtigt. Wie sich dies äußert, kannst du der nachfolgenden Abbildung entnehmen.Die Gesamtlänge der Schweißnaht in der Abbildung beträgt:Gesamtlänge: $\ l = b + 2 (f - a) $Gesamtlänge = Nahtlänge b + 2 (Nahtlänge ...

8. Vergleichsspannung einer Schweißverbindung

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   Möchte man die Vergleichsspannung bei einer Schweißnaht ermitteln, so sollte grundsätzlich beachtet werden, dass zwei- oder dreidimensionale Spannungszustände vorherrschen. Diese müssen beim Festigkeitsnachweis von kritischen Bauteilen berücksichtigt werden. Im Maschinenbau können diese Spannungen meist vernachlässigt werden und man erzeugt nach der Gestaltänderungsenergiehypothese nachfolgende Ungleichung:Vergleichsspannung: $\sigma_v = \sqrt{\sigma^2 ...

9. Grenzspannung und Sicherheit einer Schweißverbindung

   Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Schweißverbindungen > Grenzspannung und Sicherheit einer Schweißverbindung

   

   Die zulässige Spannung für Schweißnähte wird beim allgemeinen Spannungsnachweis nach DIN18800, DS952 und 15018 bestimmt. Für statische Beanspruchungen gilt dabei:statische Beanspruchungen: $\sigma_v \le \sigma_{zul} = \frac{R_{eH}}{\vartheta} $Dabei stellt $\vartheta $ die zu berücksichtigende Sicherheit dar. Der Wertebereich für die Sicherheit liegt dabei zwischen $ 2 \le \vartheta \le 4 $.Soll jedoch ein Festigkeitsnachweis für eine dynamische Beanspruchung ...

10. Lötverbindungen und Klebeverbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Lötverbindungen und Klebeverbindungen

    

    Nachdem wir uns bisher ausschließlich mit Schweißverbindungen beschäftigt haben, wenden wir uns nun den Löt- und Klebeverbindungen zu. Grundsätzlich lässt sich sagen, dass Löt- und Klebeverbindungen stoffschlüssige Verbindungsarten mit artfremden Zusatzwerkstoffen sind.  Unterschiede des Lötens zum SchweißenDer Unterschied zwischen Löten und Schweißen liegt zum einen in der Arbeitstemperatur, zum anderen in der Haltbarkeit der Verbindung.Beim ...

11. Gemeinsame Richtlinien zur Gestaltung

    Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Lötverbindungen und Klebeverbindungen > Gemeinsame Richtlinien zur Gestaltung

    

    In diesem Kurstext gehen wir auf unterschiedliche Verbindungsmöglichkeiten mit Löt- und Klebstoffen ein und untersuchen deren Eignung. Den hauptsächlichen Einfluss auf die Gestaltung von gelöteten und geklebten Werkstoffen übt die Tatsache aus, dass zwischen den beiden zu verbindenden Grundwerkstoffen eine Schicht erzeugt wird, deren Werkstoff eine niedrigere Festigkeit und ein niedrigeres Elastizitätsmodul besitzt. Aus der niedrigeren Festigkeit des Bindemittels leitet ...

12. Richtlinien zur Gestaltung von Klebeverbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Stoffschlüssige Verbindungen > Lötverbindungen und Klebeverbindungen > Richtlinien zur Gestaltung von Klebeverbindungen

    

    Im Gegensatz zu Lötverbindungen gibt es bei Klebeverbindungen einige besondere Faktoren, die es zu beachten gilt.Unter dem Gesichtspunkt der möglichst reinen Schubspannung gilt für Klebeverbindungen die Regel:Wegen des Wirkprinzips von Adhäsion und Kohäsion in Klebeverbindungen sind diese so zu gestalten, dass sie möglichst nur einer Zug- oder Druckbeanspruchung oder aber einer Scherbeanspruchung unterliegen. Biege- und Schälbeanspruchungen sind hingegen zu vermeiden. ...

13. Formschlüssige Verbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Verbindungen

    

    Unter formschlüssigen Verbindungen versteht man einfache Verbindungen von Bauteilen durch Verbindungselemente wie beispielsweise Stifte, Bolzen oder Passfedern. Stifte dienen in ihren verschiedenen Bauformen zur festen Verbindung bzw. Zuordnung von Bauteilen. Bolzenverbindungen sind den Stiftverbindungen ähnlich, der wesentliche Unterschied besteht jedoch darin, dass eine Bolzenverbindung im Sinne eines Gelenkes Relativbewegungen zwischen den verbundenen Bauteilen zulässt. Passfedern ...

14. Bolzen und Stifte

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Verbindungen > Bolzen und Stifte

    

    Bolzen und Stifte haben gemein, dass sie zur Gruppe der formschlüssigen Verbindungselemente zählen und sich optisch sehr ähneln. In ihrer Wirkweise sind sie jedoch sehr unterschiedlich zueinander. Bei Bolzen handelt es sich um bewegliche Verbindungen, wie sie auch bei Schanieren auftreten. Bolzen gewähren einer Bauteilverbindung einen Freiheitsgrad.Stifte hingegen stellen eine feste Verbindung dar, wie sie bei Dübeln in Holzteilen auftritt. Aufgrund der Fixierung liegt ...

15. Eigenschaften einer Stiftverbindung

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Verbindungen > Bolzen und Stifte > Eigenschaften einer Stiftverbindung

    

    Die bekanntesten Formen von Stiften sind Zylinderstifte, Kegelstifte und Kerbstifte.Unabhängig von der Form haben Stifte gemein, dass man zuerst eine Aufnahmebohrung durch die zu verbindenden Teile bohrt und anschließend den passenden Stift, welcher ein Übermaß gegenüber dem Loch besitzt, eindrückt. Hieraus ergeben sich dann zwei grundsätzliche Anwendungsarten für Stifte:Lagefixierung: Hierzu werden "Fixierstifte" eingeschlagen, die die Position ...

16. Eigenschaften einer Bolzenverbindung

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Verbindungen > Bolzen und Stifte > Eigenschaften einer Bolzenverbindung

    

    Bolzen haben gleich mehrere Einsatzmöglichkeiten. Sie dienen zur Führung eines Bauteils, wie man es von Achsen kennt, und sie können zeitgleich Querkräfte übertragen. Auch mehrere Bauteile können mit Hilfe eines Bolzens geführt werden inklusive der Übertragung von Querkräften. In beiden Fällen wird der entsprechende Bolzen dreh- und axialfest gelagert. In der nächsten Abbildung siehst du eine entsprechende Darstellung eines Bolzen. Bolzenarten ...

17. Festigkeitsberechnung einer Bolzen- und Stiftverbindung

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Verbindungen > Bolzen und Stifte > Festigkeitsberechnung einer Bolzen- und Stiftverbindung

    

     Möchte man die Festigkeit einer Bolzen- bzw. Stiftverbindung durch eine Beanspruchungsberechnung ermitteln, ist dieser Vorgang komplex. Dies hat folgende Ursachen:die Vorspannung infolge des Einschlagens und der überlagerten Verformung von Stift und Bauteil unter der Belastungdas Auftreten plastischer Verformungen ohne Einfluss auf das Übertragungsverhaltendie verformungsabhängig einstellenden Kontakt- und Kerbspannungen bei spielbehafteten Bolzen-Laschen-Verbindungenungleichmäßige ...

18. Spannungsbestimmung einer Bolzenverbindung

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Verbindungen > Bolzen und Stifte > Spannungsbestimmung einer Bolzenverbindung

    

    In den nachfolgenden Tabellen siehst du eine Übersicht verschiedener Werkstoffe. Es werden dabei drei Lastfälle unterschieden und die zugehörigen Spannungen aufgeführt. Die Werte beinhalten die zulässigen Beanspruchungen in $ \frac{N}{mm^2}$ für Stift- und Bolzenverbindungen bei Stiften und Bolzen. Ruhender LastfallWerkstoffLastfallPresssitz glatte StifteSitz mit gekerbtem TeilGleitsitz glatter Bolzen $ p $$\sigma_b $$\tau_a $$ p $$ \sigma_b $$\tau_a $$ p $$ ...

19. Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen

    

    Die wesentliche Aufgabe von formschlüssigen Verbindungen allgemein ist die Befestigung von Maschinenteilen wie Zahnrädern, Riemenscheiben, Schwung- und Laufrädern auf Wellen und Achsen. Dabei sind die wesentlichen Kriterien:MontierbarkeitDemontierbarkeitaxiale Verschiebungaxiale EinstellungZentrierungDie Hauptfunktion einer Welle-Nabe-Verbindung besteht in der Übertragung von Drehmomenten. Dabei setzt man für den Formschluss Passfedern oder Zahnwellen ein. 

20. Pass- und Gleitfedern

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen > Pass- und Gleitfedern

    

    Setzt man ein formschlüssiges Element wie eine Passfeder als Verbindungselement ein und wird dabei die Mitnahmewirkung ausschließlich durch die Berührung an den Flanken ausgeübt, so ist eine Zentrierung durch beispielsweise Schrauben am Durchmesser und eine axiale Fixierung notwendig. Anders verhalten sich Keilverbindungen, bei denen der Keil an den Kopfflächen durch Reibung übertragt. Nachfolgend siehst du eine Übersicht der zahlreichen Passfederformen ...

21. Festigkeitsberechnung einer Passfederverbindung

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen > Pass- und Gleitfedern > Festigkeitsberechnung einer Passfederverbindung

    

    Damit eine Passfederverbindung auch dauerhaft eingesetzt werden kann, muss darauf geachtet werden, dass die zulässigen Grenzwerte des Werkstoffs gegen das Abscheren und gegen das Überschreiten der Flächenpressung eingehalten werden.In der nächsten Abbildung sind alle notwendigen Angaben zur Berechnung eingezeichnet.  Für beide Fälle gilt jeweils:Abscheren: $ \tau = \frac{F}{A} = \frac{F_u}{b \, \cdot \, l_t} \le \tau_{zul} $$ F_u $ = Umfangskraft$ b $ = Breite ...

22. Profilwellenverbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen > Profilwellenverbindungen

    

    Bei einer Profilwellenverbindung kann auf den Zusatz einer Pass- oder Gleitfeder gänzlich verzichtet werden. Die formschlüssige Übertragung des Drehmoments erfolgt durch die Profilierung von Welle und Nabe. Bei der Welle fräst oder rollt man das Profil. Bei der Nabe stösst oder räumt man das Profil.KeilwellenverbindungKeilwellenprofile werden alsdrehstarre Verbindungen von Welle und Nabe wie bei Antriebswellen eines Autos und alslängsbewegliche Verbindungen ...

23. Mitnehmerverbindungen (axial)

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen > Mitnehmerverbindungen (axial)

    

    Die meisten Formschlussverbindungen, bestehend aus einer Welle-Nabe-Verbindung, haben einen vorhandenen Freiheitsgrad, den es zu sichern gilt. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer axialen Sicherung, oder Fixierung.Sicherungsringe, Splinte, oder andere derartige Elemente dienen der Sicherung von Maschinenteilen gegenüber besagtem axialen Verschieben. In der nächsten Abbildung siehst du eine Übersicht unterschiedlicher Sicherungsringe und -scheiben. DIN 471: Sicherungsring ...

24. Sicherungsringe, Splinte und Federstecker

    Verbindungen und Verbindungselemente > Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen > Sicherungsringe, Splinte und Federstecker

    

    In diesem Kurstext gehen wir nacheinander auf die unterschiedlichen Sicherungselemente ein. Den Anfang machen die Sicherungsringe.SicherungsringeSicherungsringe, oder auch Halteringe genannt, werden axial montiert und für Wellen (DIN 471) sowie für Bohrungen (DIN 472) federnd in Ringnuten eingesetzt. Dabei ragt ein Teil des Sicherungsrings aus der Nut heraus und bildet eine axial belastbare Schulter. Zeitgleich fixiert er Bauteile wie beispielsweise Wälzlager. Es gibt zwei unterschiedlich ...

25. Kraftschlüssige Verbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen

    

    Im Gegensatz zu anderen Verbindungsarten wird bei kraftschlüssigen Verbindungen während der gesamten Betriebsdauer ein Kraftfeld aufgebaut, das eine Kraftübertragung ermöglicht. Das Kraftfeld selbst besteht aus zwei potentiellen Energiespeichern mit entgegengesetzter Entladerichtung.  Im Bereich der Verbindungstechnik werden ausschließlich Reibungskräfte für die Kraftübertragung eingesetzt. Daher spricht der Maschinenbauer in den meisten Fällen ...

26. Reibschlüssige Verbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Reibschlüssige Verbindungen

    

    In der Maschinenlehre ist  oft die Forderung zu erfüllen, dass im Betriebszustand ein Minimum an reibungsbedingten Material- und Energieverlusten auftritt. Auf der anderen Seite treten auch häufig Anwendungen auf, in denen eine verstärkte Reibung gewünscht und notwendig ist. Als Paradebeispiele gelten dabei Bremsen und Reibradgetriebe. Hierzu siehst du in der nachfolgenden Abbildung eine einfache Darstellung einer Reibverbindung (Gleitreibung).$ F_T $ = Tangentialkraft$ ...

27. Reibungsarten

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Reibschlüssige Verbindungen > Reibungsarten

    

    Als Unterscheidungskriterium für die Reibungsverhältnisse unterscheidet man die Art der Reibung zwischen zwei Bauteilen. In der nächsten Abbildung sind diese aufgeführt: GleitreibungDie Gleitreibung ist durch die im Kontaktbereich stattfindende translatorische Relativbewegung geprägt. RollreibungDie Rollreibung ensteht zwischen Körpern, wenn deren Geschwindigkeiten im Kontaktbereich in Bezug auf Betrag und Richtung gleich groß sind. Zudem einer der Körper ...

28. Reibungszustände

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Reibschlüssige Verbindungen > Reibungszustände

    

    Der Reibungszustand hat starken Einfluss auf das Reibungs- und Verschleißverhalten im Kontaktbereich von Maschinenbauteilen. Auch hier unterscheiden wir verschiedene Reibungszustände.FestkörperreibungBei der Festkörperreibung unterliegen im Idealfall zwei metallische reine Kontaktflächen einer Reibbeanspruchung. Auf eine Schmierung wird gänzlich verzichtet. Im Realfall treten zumindest Reaktionsschichten im Oberflächenbereich auf. GrenzreibungDie Grenzreibung ...

29. Schmierstoffe

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Reibschlüssige Verbindungen > Schmierstoffe

    

    Schmierstoffe helfen die Reibung und den Verschleiß von Maschinenbauteilen im Betrieb zu reduzieren. Gleichzeitig begünstigen sie die Wärmeabfuhr, welche infolge von Reibungswärme und Abrieb notwendig ist. Bei der Auswahl von Schmierstoffen greift man entweder auf Schmieröle oder auf Schmierfette zurück. Beide haben ähnlich gute Eigenschaften, jedoch werden Schmieröle bevorzugt eingesetzt. Daher werden wir in diesem Kurstext hauptsächlich auf Schmieröle ...

30. Werkstoffpaarungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Reibschlüssige Verbindungen > Werkstoffpaarungen

    

    Neben den behandelten Einflussfaktoren in Bezug auf Reibung und Verschleiß spielt auch die Paarung der Werkstoffe eine wesentliche Rolle. Die Reibungswerte sind für die meisten Werkstoffpaare in Tabellen aufgelistet. Hierbei wird unterschieden zwischen Haftreibung und Gleitreibung jeweils im trockenen und im geschmierten Zustand. Eine Auswahl möglicher Werkstoffpaarungen ist in der nächsten Tabelle aufgeführt.WerkstoffpaarungHaftreibung $\mu_0 $Gleitreibung $\mu $ trockengeschmierttrockengeschmiertStahl ...

31. Pressverbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Pressverbindungen

    

    Pressverbindungen entstehen durch das Fügen von Teilen. Beide Teile haben vor der Fügung ein Übermaß $ Ü $, d. h. ohne Krafteinwirkung lassen sich die beiden Bauteile nicht in eine Verbindung bringen. Dies erzeugt eine gleichmäßige Fugenpressung $ p_F $, die wiederum eine Haftkraft enstehen lässt, die wechselnde und stoßartige Drehmomente sowie Längkräfte übertragen kann. EigenschaftenPressverbindungen haben die Eigenschaft, dass ...

32. Festigkeitsnachweise einer Pressverbindung

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Pressverbindungen > Festigkeitsnachweise einer Pressverbindung

    

    In diesem Kurstext wenden wir uns dem Festigkeitsnachweis einer Pressverbindung zu. Ausfall einer PressverbindungZuerst betrachten wir die Möglichkeit eines Ausfalls einer Pressverbindung. Dieser kann auf zweierlei Weisen erfolgen:1. Rutschen: Der Mindestdruck ist abhängig von dem auftretenden Torsionsmoment, der axialen Kraft, der Geometrie der Verbindung und dem Haftreibbeiwert. Dies führt dann zum Mindestübermaß.Die Berechnung wurde soeben realisiert.2. Platzen: ...

33. Grenzen durch Rutschen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Pressverbindungen > Festigkeitsnachweise einer Pressverbindung > Grenzen durch Rutschen

    

    In diesem Kurstext wenden wir uns der Auslegung einer Welle-Nabe-Verbindung zu. Die Grenze der Übertragung infolge von Rutschen muss bekannt sein und lässt sich durch das maximale Torsionsmoment ausdrücken. Ein Überschreiten dieses Wertes führt dann zum Rutschen. Hierzu benötigen wir das Coulombsche Reibungsgesetz.Es können drei Möglichkeiten ausgewählt werden, mit deren Hilfe das maximale Torsionsmoment berechnet werden kann:PassfugendruckSchrumpfmaßkombinierte ...

34. Grenzen durch Werkstofffestigkeit

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Pressverbindungen > Festigkeitsnachweise einer Pressverbindung > Grenzen durch Werkstofffestigkeit

    

    Ein weiterer Auslegungspunkt einer Welle-Nabe-Verbindung ist die Grenze der Übertragbarkeit. Der Passfugendruck darf nicht derart erhöht werden, dass die Nabe platzt.Der Hauptspannungszustand in der Pressverbindung entsteht infolge der Vorspannung, welche durch das Übermaß entsteht. Die äußeren Belastungen (Torsionsmomente und Axialkräfte) haben hingegen eine vernachlässigbare Bedeutung. Torsion und Biegemomente bewirken Spannungserhöhungen im Bereich ...

35. Spannelementverbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Spannelementverbindungen

    

    In diesem Kurstext behandeln wir Pressverbindungen mit zusätzlichen Spannelementen. Dabei wird der Passfugendruck mit Hilfe der eingesetzten Spannelemente erzeugt. Diese Art der Verbindung weist sowohl Vorteile als auch Nachteile auf, die nachfolgend gelistet sind. Vorteile einer SpannelementverbindungDie Elemente sind genormt und können in der Regel als Lagerware gekauft werden. Die Elemente sind normalerweise kurzfristig lieferbar.Die Montage ist erleichtert, da die Elemente ...

36. Ringfeder-Spannelement

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Spannelementverbindungen > Ringfeder-Spannelement

    

    Ringfeder-Spannelemente mit Innenring und AußenringIn der nächsten Abbildung siehst du eine schematische Darstellung von Ringfeder-Spannelementen.  Der Innenring und der Außenring, beide konisch geformt, werden ineinandergeschoben und erzeugen mit axial aufgebrachten Druckkräften die Verspannung. Eine Aufweitung der Ringe ermöglicht dann die Einstellung des gewünschten Passfugendrucks. Die nächste Abbildung zeigt ein Ringfeder-Spannelement ...

37. Druckhülse und Sternscheibe

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Spannelementverbindungen > Druckhülse und Sternscheibe

    

    Weitere SpannelementeNeben dem Einstellen des Passfugendrucks durch Ringfeder-Spannelemente kann dies auch durch elastische Verformung oder hydrostatischen Druck innerhalb eines Spannelements realisiert werden. Als erste Variante sind Druck- und Zughülsen zu nennen.Druck- und ZughülsenBeim axialen Zusammendrücken der Hülse entsteht eine radiale Verformung und Wellung der Hülse. SternscheibenSternscheiben sind im Ausgangszustand radial gewölbt. Sie besitzen ...

38. Klemmverbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Klemmverbindungen

    

    Als vorletzte Gruppen von Verbindungen behandeln wir die Klemmverbindungen. Die Klemmkräfte in Klemmverbindungen erzeugen eine über den Umfang ungleichmäßige Flächenpressung. Aufgrund dieser Unsicherheit in der Flächenpressung und der Reibungszahl setzt man Klemmverbindungen nur dann ein, wenn relativ kleine, nicht dynamische Belastungen auftreten. Die Vorteile einer Klemmverbindung liegen in der kostengünstigen Herstellung und der einfachen Justierbarkeit. ...

39. Keilverbindungen

    Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen > Keilverbindungen

    

    Als abschließendes Thema behandeln wir die Keilverbindung. Keilverbindungen gehören im Gegensatz zu Passfederverbindungen, die dieser Verbindungsart sehr ähnlich zu sein scheint, der Gruppe der Reibschlussverbindungen an.  Die Normalkraft $ F_N $ wird, wie in der nächsten Abbildung dargestellt, durch Eintreiben mit einem Hammer über eine Keilfläche erzeugt.  In den markierten Bereichen wird durch das Eintreiben die notwendige Flächenpressung ...