ingenieurkurse
online lernen

Besser lernen mit Online-Kursen

NEU! Jetzt online lernen:
Maschinenelemente 1
Den Kurs kaufen für:
einmalig 39,00 €
Zur Kasse
Verbindungen und Verbindungselemente > Kraftschlüssige Verbindungen:

Klemmverbindungen

WebinarTerminankündigung aus unserem Online-Kurs Thermodynamik:
 Am 13.12.2016 (ab 16:00 Uhr) findet unser nächstes Webinar statt.
Gratis-Webinar (Thermodynamik) Innere Energie, Wärme, Arbeit
- Innerhalb dieses 60-minütigen Webinares wird der 1. Hauptsatz der Thermodynamik für geschlossene Systeme behandelt und auf die innere Energie, Wärme und Arbeit eingegangen.
[weitere Informationen] [Terminübersicht]

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. Als nachteilig lässt sich festhalten, dass die Qualität meistens unzureichend ist und die übertragbaren Drehmoment vergleichsweise begrenzt ausfallen. 

Methode

Klemmverbindungen eignen sich im Normalfall nicht für eine Leistungsübertragung.

In den nächsten Abbildungen sehen Sie zwei Darstellungen einer Klemmverbindung. 

Klemmverbindung
Klemmverbindung
Schema einer Klemmverbindung
Schema einer Klemmverbindung

Es handelt sich in der Darstellung um eine geteilte Nabe, die als Verbindungselement zwei Wellen mit einander verbindet. Die Klemmwirkung erfolgt hierbei über die vier vorhandenen Schrauben, die nacheinander angezogen werden und somit einer Flächenpressung erzeugen. Eine andere Gestaltungsmöglichkeit ist die geschlitzte Nabe. In dieser Variante kann auf zwei Schrauben verzichtet werden. 

Methode

Oft wird lediglich eine Schraube in Klemmverbindungen eingesetzt.

Berechnungsgrundlage

 In der nächsten Abbildung ist erneut die obige Klemmverbindung dargestellt, nun aber mit den eingezeichneten Kräften. 

Kräfte in einer Klemmverbindung
Kräfte in einer Klemmverbindung

Die Klemmverbindung wird durch zwei angezogene Schrauben erzeugen. Die dabei enstehenden Schraubenkräfte $ F_s $ erzeugen eine Normalkraft $ F_N $ und eine Umfangskraft, bzw. Reibkraft $ F_R $. Der Durchmesser der Welle beträgt $ d $ 

Mit den eingezeichneten Größen kann nun das übertragbare Drehmoment bestimmt werden. 

Merke

Drehmoment: $ T = F_R \cdot 2 \cdot \frac{d}{2}$ 

Aus bisherigen Berechnungen wissen wir, dass man die Reibkraft $ F_R $ alternativ beschreiben kann durch:

Merke

Reibkraft: $ F_R = \mu_H \cdot F_N $ 

Gleichermaßen verfahren wir mit der Normalkraft $ F_N $:

Merke

Normalkraft: $ F_N = 2 \cdot F_s $ [bei zwei Schrauben]

Merke

Normalkraft [mehrere Schrauben $ i $]: $ F_N = i \cdot F_s $ 

Setzt man die Gleichungen nun von unten nach oben ineinander ein, so erhält man schließlich für das resultierende Drehmoment:

Merke

Resultierendes Drehmoment: $ T = F_s \cdot i \cdot \mu_H \cdot d $
Bild von Autor Jan Morthorst

Autor: Jan Morthorst

Dieses Dokument Klemmverbindungen ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Maschinenelemente 1.

Jan Morthorst verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses Maschinenelemente 1Maschinenelemente 1
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Maschinenelemente 1

Ingenieurkurse (ingenieurkurse.de)
Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Kurs: Maschinenelemente 1
    • Einleitung zu Kurs: Maschinenelemente 1
  • Konstruktionseinflüsse
    • Einleitung zu Konstruktionseinflüsse
    • Marktanforderungen als Konstruktionseinfluss
    • Technische Anforderungen an Konstruktionen
    • Fertigungsbedingungen für Konstruktionen
    • Rechtliche Rahmenbedingungen für Konstruktionen
  • Berechnungsgrundlagen
    • Einleitung zu Berechnungsgrundlagen
    • Beanspruchungsanalyse
    • Grundbelastungsarten von Bauteilen
      • Einleitung zu Grundbelastungsarten von Bauteilen
      • Bestimmung der Zugkraft
        • Einleitung zu Bestimmung der Zugkraft
        • Spannungs-Dehnungs-Diagramm
        • Hooksche Gesetz
      • Bestimmung der Flächenpressung
      • Bestimmung und Berechnung der Biegung
      • Bestimmung und Berechnung der Normalspannungen bei Biegung
      • Bestimmung und Berechnung der Schubkraft bei Biegung
      • Bestimmung und Berechnung der Torsion
    • Zusammengesetzte Beanspruchungen
    • Hauptspannungszustände
    • Vergleichsspannungen
    • Hypothesen
      • Versagenshypothesen
      • Normalspannungshypothese
      • Schubspannungshypothese
      • Gestaltänderungenergieshypothese
      • Zusammenfassung und Anwendung
  • Beanspruchungsfälle und Werkstoffkennwerte
    • Einleitung zu Beanspruchungsfälle und Werkstoffkennwerte
    • Statische Beanspruchung
    • Dynamische Beanspruchung
    • Wöhler-Kurve und Smith-Diagramm
  • Kerbwirkung und konstruktive Gestaltung
    • Einleitung zu Kerbwirkung und konstruktive Gestaltung
    • Kerbwirkung unter statischer Beanspruchung
    • Kerbwirkung unter dynamischer Beanspruchung
    • Beispiel zur Berücksichtigung der Kerbwirkung
  • Verbindungen und Verbindungselemente
    • Einleitung zu Verbindungen und Verbindungselemente
    • Stoffschlüssige Verbindungen
      • Einleitung zu Stoffschlüssige Verbindungen
      • Schweißverbindungen
        • Einleitung zu Schweißverbindungen
        • Grundlagen des Festigkeitsnachweises einer Schweißverbindung
        • Einflussfaktoren einer Schweißnahtverbindung
        • Schweißnahtdicke und Schweißnahtlänge
        • Berechnung der Spannungen einer Schweißverbindung
        • Vergleichsspannung einer Schweißverbindung
        • Grenzspannung und Sicherheit einer Schweißverbindung
      • Lötverbindungen und Klebeverbindungen
        • Einleitung zu Lötverbindungen und Klebeverbindungen
        • Gemeinsame Richtlinien zur Gestaltung
        • Richtlinien zur Gestaltung von Klebeverbindungen
    • Formschlüssige Verbindungen
      • Einleitung zu Formschlüssige Verbindungen
      • Bolzen und Stifte
        • Einleitung zu Bolzen und Stifte
        • Eigenschaften einer Stiftverbindung
        • Eigenschaften einer Bolzenverbindung
        • Festigkeitsberechnung einer Bolzen- und Stiftverbindung
        • Spannungsbestimmung einer Bolzenverbindung
    • Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen
      • Einleitung zu Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen
      • Pass- und Gleitfedern
        • Einleitung zu Pass- und Gleitfedern
        • Festigkeitsberechnung einer Passfederverbindung
      • Profilwellenverbindungen
      • Mitnehmerverbindungen (axial),
      • Sicherungsringe, Splinte und Federstecker
    • Kraftschlüssige Verbindungen
      • Einleitung zu Kraftschlüssige Verbindungen
      • Reibschlüssige Verbindungen
        • Einleitung zu Reibschlüssige Verbindungen
        • Reibungsarten
        • Reibungszustände
        • Schmierstoffe
        • Werkstoffpaarungen
      • Pressverbindungen
        • Einleitung zu Pressverbindungen
        • Festigkeitsnachweise einer Pressverbindung
          • Einleitung zu Festigkeitsnachweise einer Pressverbindung
          • Grenzen durch Rutschen
          • Grenzen durch Werkstofffestigkeit
      • Spannelementverbindungen
        • Einleitung zu Spannelementverbindungen
        • Ringfeder-Spannelement
        • Druckhülse und Sternscheibe
      • Klemmverbindungen
      • Keilverbindungen
  • 72
  • 3
  • 100
  • 141
einmalig 39,00
umsatzsteuerbefreit gem. § 4 Nr. 21 a bb) UStG
Online-Kurs Top AngebotTrusted Shop

Unsere Nutzer sagen:

  • Phillipp Grünewald

    Phillipp Grünewald

    "ingenieurkurse.de hat mir besonders bei den Mathe-Themen geholfen. Super Erklärungen!"
  • Martina Pfeiffer

    Martina Pfeiffer

    "Klasse für den Einstieg ins Ingenieurstudium."
  • Marcel Eberhardt

    Marcel Eberhardt

    "Ich mache mir dank euch keine Sorgen für die Prüfungen. Danke!"

NEU! Sichere dir jetzt die perfekte Prüfungsvorbereitung und spare 10% bei deiner Kursbuchung!

10% Coupon: lernen10

Zu den Online-Kursen