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Maschinengestaltung > 7. Verbindungselemente > Flashcards

7. Verbindungselemente Flashcards

1
Q

Nach welchen Wirkprinzipien werden Verbindungselemente eingeteilt?

A
  • Formschluss
  • Kraftschluss
  • Stoffschluss
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2
Q

Was versteht man unter einer Lötverbindung?

A

Eine unlösbare stoffschlüssige Verbindung metallischer Bauteile

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3
Q

Was versteht man unter einer Klebeverbingung?

A

Eine unlösbare stoffschlüssige Verbindung metallischer oder nichtmetallischer Bauteile. Die Verbindung wird dabei durch Adhäsion mittelns geeigneter Klebstoffe hergestellt.

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4
Q

Was versteht man unter einer Schweißverbindung?

A

Eine unlösbare stoffschlüssige Verbindung metallischer Bauteile zu einem Schweißteil. Je nach Werkstoff, Dicke der zu verbindenden Teile und den Anforderungen kommen unterschiedliche Schweißverfahren zum Einstz.

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5
Q

Was versteht man unter einer Nietverbindung?

A

Eine unlösbare formschlüssige Verbindung von Bauteilen. Die Verbindung wird dabei durch das Stauchen von Hilfsfügeteilen (Nieten) oder überstehender Teile eines Werkstückes (Nietsapfen) hergestellt

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6
Q

Was versteht man unter einer Pressverbindung?

A

eine reibschlüssige Verbindung, wobei der Fügevorgang durch Einpressen des Innenteils, Schrumpfen des Außenteils, Aufweiten des Außenteils durch Öldruck oder Unterkühlen des Innenteils erfolgt.

Der Durchmesser des Innenteils ist dabei größer als die Bohrung des Außenteils.

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7
Q

Weichlöten

A
  • <450°C

- Gas- und Wasserinstallation, Elektro- und Halbleitertechnik

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8
Q

Hartlöten

A
  • > 450°C

- zur Verbindung Kraft und Moment übertragender Bauteile

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9
Q

Hochtemperaturlöten

A

->900°C
-zur hochfesten Verbindung (z.B. Luft und Raumfahrt)
-

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10
Q

Wie sind Lötverbindungen am Besten zu gestalten?

A
  • Spannungskonzentration, Kerbwirkungseffekte, Biegebeanspruchung möglichst vom Ort der Lötfuge fern halten
  • Zugbeanspruchung des Lots normal zu den verbundenen Flächen soll vermieden werden
  • überlappte Verbindungen sind günstiger
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11
Q

Bei Lötverbindungen zu vermeiden sind:

A
  • konstruktiv bedingte Kerben
  • konstruktiv bedingte Zusatzspannungen
  • Steifigkeitssprünge im Bauteil
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12
Q

Vorteile von Klebverbindugnen

A
  • Kerbfreies Verbinden von Bauteilen
  • keine Oberflächen beschädigung oder Kontaktkorrosion
  • Verbindung zwischen unterschiedlichen Werkstoffen
  • Verbindung von dünnen Teilen
  • erlaubt fertigungstechnische Vereinfachung
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13
Q

Nachteile von Klebverbindungen

A
  • relativ geringe Eigenfestigkeit der Klebstoffe
  • beschränkter Temperatureinsatzbereich
  • Kriechneigung
  • ungünstiges Alterungsverhalten besonders bei Einwirkung von Wasser und Lösungsmitteln
  • meist aufwändige Oberflächenbehandlung notwendig
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14
Q

Definiere Kohäsion

A

Kohäsion: innere Festigkeit, Anziehungskräfte zwischen Molekülen innerhalb eines Stoffes

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15
Q

Definiere Adhäsion

A

Adhäsion: Haftungskraft, Anziehungskräfte zwischen verschiedenen Stoffen

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16
Q

Eignung von Klebverbindungen zur Kraftübertragung:

  • stumpfer Stoß
  • einfache Überlappung
  • zugeschärte einfache Überlappung
  • Doppellaschenverbindung
  • Geschärfte Verbindung
  • abgesetzte Überlappung
  • abgesetzte Doppellaschenverbindung
A
  • stumpfer Stoß: – (geringe Kontaktfläche)
  • einfache Überlappung: +- (relativ günstig)
  • zugeschärte einfache Überlappung: + (günstig)
  • Doppellaschenverbindung: ++ (Kraftfluss symmetrisch)
  • Geschärfte Verbindung: ++ (bestes Festigkeitsverhalten)
  • abgesetzte Überlappung: – (Querschnittsänderung)
  • abgesetzte Doppellaschenverbindung: – (ungünstig)
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17
Q

Wovon hängt die Tragfähigkeit einer Klebeverbindung ab?

A
  • Eigenschaft der zu verklebenden Werkstoffe und des Klebers
  • Herstellbedingungen
  • konstruktive Gestaltung und der Beanspruchungsart
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18
Q

Wie viel Prozent der im statischen Versuch ermittelten Bruchlast (Klebverbindungen) wird bei gleichzeitiger Einwirkung von Klima und Dauerbeanspruchung noch ertragen?

A

2-3%

für Berechnung nehme den kleineren Wert (sichere Seite)

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19
Q

Nenne verschiedene Schweißverfahren

A
  • Gasschmelzschweißen
  • Lichtbogenschmelzschweißen
  • ->Metalllichtbogenschweißen
  • ->Schutzgasschweißen
  • ->Unterpulverschweißen
  • Strahlschweißen
  • ->Elektronenstrahlschweißen
  • ->Laserstrahlschweißen
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20
Q

Wodurch kann ein Eigenspannungsabbau in Schweißkonstruktionen realisiert werden?

A

Spannungsarmglühen

21
Q

Wovon Hängt die Schweißbarkeit ab?

A
  • Schweißneigung
  • Schweißmöglichkeit
  • Schweißsicherheit
22
Q

Wodurch können hohe Eigenspannungen vermieden werden?

A
  • Schweißpläne

- gleichzeitiges Schweißen an verschiedenen Stellen (große Bauteile)

23
Q

Gestatung von Schweißverbindungen

A
  • Möglichst geringe Nahtmenge anstreben
  • Schweißnähte nicht an Stellen höchster oder ungünstigster Beanspruchung legen
  • Steifigkeitssprünge vermeiden
  • Anhäufung von Schweißnähten vermeiden
  • bei dynamisch hoch beanspruchten Konstruktionen besser Stumpfnähte als Kehlnähte
  • Biege- und drehsteife Konstruktionen: geringe Wandstärke, geschlossene Kasten- oder Rohrquerschnitte
  • nähte leicht zugänglich und einfach herstellbar
  • möglichst wenig Vorbearbeitung
  • Vermeidung von mehrachsigen Spannungszuständen
24
Q

Wodurch lassen sich Schrumpfungen kompensieren?

A

Vordeformation oder “Vorgaben”

25
Q

Schweißnahtberechnung

A
  1. Belastungen und Schweißnahtausführung bestimmen
  2. Nennspannung berechnen
  3. Vergleichsspannungen für die am höchsten belastete Stelle bestimmen
  4. Entsprechend Material, Last- und Kerbfall die zulässige Spannung ermitteln (Sicherheitsfaktor ist beinhaltet)
  5. Festigkeitsnachweis durch den Vergleich der ermittelten Spannung und der zulässigen Spannung (sigma & tau)
  6. ggf. Verbesserungen vornehmen
26
Q

Verbesserungen einer Schweißkonstruktion vornehmen. (Möglichkeiten)

A
  1. Konstruktive Gestaltung: Nahtdicke erhöhen
  2. Geometrieparameter: Profildicke ändern
  3. Bessere, jedoch meist aufwändigere Schweißnaht verwenden (Kerbfall), Nahtkontrolle, Nachbearbeitung der Naht
  4. anderen Werkstoff wählen
27
Q

Dicke einer Kehlnaht

A

3mm <= a <= 0,7t

28
Q

Wie viele Spannungen sind je nach Belastungsart und -richtung zu prüfen?

A

7

29
Q

Was gibt die Gesamtschwereachse an und was kann man dort über die Spannungen aussagen?

A
  • neutrale Faser
  • keine Zug- oder Druckspannungen
  • Biegespannung ist dort Null
30
Q

Arten von Nieten

A
  • Vollniet, Hohlniet, Stanzniet, Zapfen als Niet

- (einseitige Montage) Durchzieh-Blindniet, Kerbpinniet, Becherblindniet, Zugdorn-Blindniet

31
Q

Vorteile von Blindniete

A
  • Zugang wird nur von einer Seite benötigt
  • schnell zu montieren
  • meist hohl ausgeführt und damit leicht
32
Q

Nachteile von Blindniete

A
  • Wegen elektrischer Korrosion müssen möglichst gleiche Materialien verwendet werden, ansonsten ist eine Isolierung notwendig
  • sind nur für kleine Durchmesser genormt
  • -> einzelne Niete nicht für große Kräfte
  • ->viele Niete –> viele Bohr- und Fügeoperationen
33
Q

Stoßarten

A

einschnittig: Überlapp- einfache Lachennietung
zweischnittig: doppelte Laschennietung

34
Q

Beschreibe das Lockern von Schraubenverbindungen

A

Entsteht durch Klemmkraftverlust in Folge von Setzerscheinungen

35
Q

Beschreibe das Losdrehen von Schraubenverbindungen

A

Entsteht bei erzwungenen Gleitbewegungen

36
Q

Nenne wirksame Setzsicherungen

A
  • Verwendung linearer Schrauben
  • Erhöhung der Klemmkräfte
  • Schrauben mit angepresster federnder Kopfscheibe
  • Muttern mit angepresster konkaver Auflagescheibe
  • Spannscheiben
  • Tellerfedern hoher Steifigkeit
  • Bundschrauben und Bundmuttern oder dicke vergütete Unterlegscheiben
37
Q

allgemeine Maßnahmen gegen das Losdrehen

A
  • Vergrößerung der Vorspannkraft
  • ->Wahl einer höheren Festigkeitsklasse
  • ->größeren Schraubendurchmesser
  • Erhöhung der elastischen Dehnung
  • ->größere Klemmlänge l>6d
  • ->kleineren E-modul des Schraubenwerkstoffs
  • -> Wahl von Dehnschrauben
  • Begrenzung des Querschlupfes durch Einsatz von Passschrauben
  • größere Reibung bzw. Haftung an den Auflageflächen des Schraubenkopfes und der Mutter
  • größere Reibung im Gewinde
38
Q

Nenne einige Verliersicherungen von Schrauben

A
  • Sechskantmutter mit Klemmteil
  • Schrauben mit Kunststoffstreifen und -propfen im Gewinde
  • Axial und/oder radial verformte Muttern
  • Kronenmuttern mit Splinten
39
Q

Nenne einige Schraubenarten

A
  • Befestigungsschraube
  • Spannschraube
  • Verschlussschraube
  • Stellschraube
  • Messschraube
  • Bewegungsschraube
40
Q

An welcher Stelle geht ein einachsiger Spannungszustand in einen mehrachsigen über?

A

Kerbstelle

41
Q

Wo erfolgt bei ausreichender Duktilität des Schraubenwekstoffs und zügiger Beanspruchung der Bruch?
Wie lässt sich in diesem Bereich eine Festigkeitssteigerung erreichen?

A
  • Stets am freien Bolzengewinde (Position 5)

- durch walzen des Gewindes

42
Q

Wann tritt Setzen ein?

A

Setzen tritt ein, wenn…

  • die Vorspannung nach dem Anziehen durch Betriebskräfte überschritten wird
  • Querbeanspruchung auftritt
  • Temperaturwechsel auftreten
43
Q

Wodurch ist ein Ausgleich des Setzbetrages möglich?

A
  • Nachziehen nach einer gewissen Betriebszeit

- Vorbelastung mit einer Überlast und anschließendem Nachziehen

44
Q

Wodurch wird der Setzbetrag gering gehalten?

A
  • geringe Rauheiten in den Berührflächen
  • kleine Anzahl von Berührflächen, d.h. Unterlegscheiben möglichst weglassen
  • Flächenpressung möglichst unter der Streckgrenze
45
Q

Wie werden die Auswirkungen des Setzesn gemildert?

A
  • hohe Elastizität der Verbindung

- hohe Vorspannung

46
Q

Nenne Maßnahmen zur Verhinderung der Schraubentorsion

A
  • Vierkantansatz zum Gegenhalten
  • Kerbverzahnung an Schraubenschaft und Scheibe
  • Kerbverzahnung an Schraubenschaft und Hülse
  • thermisches Anziehen
  • hydraulisches Anziehen
47
Q

Nenne zwei Massnahmen, die bei der Gestaltung einer Schweisskonstruktion beachtet werden sollen, um Schweissverzug zu vermeiden

A
  • Schweissnahtmenge reduzieren

- Lange, dünne Nähte, statt kurzer dicker vorsehen

48
Q

Nenne vier Abbindemechanismen von Klebstoffen

A
  • Reaktionsklebstoff
  • Schmelzklebstoff
  • Kontaktklebstoff
  • Polymerisationsklebstoff

Maschinengestaltung (13 decks)

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