9. Welle-Nabe-Verbindungen

Question 1

Wie lassen sich Welle-Nabe-Verbindungen unterteilen?

Answer 1

• stoffschlüssige
• formschlüssige
• vorgespannte formschlüssige
• reibschlüssige

Verbindungen

Question 2

Nenne Beispiele für formschlüssige, lösbare Verbindungen

Answer 2

• Querstift
• Scheibenfeder
• Einlege-Passfeder
• Gleitfeder
• Vielnutprofil
• Kerbzahnprofil
• Polygonprofil

Question 3

Wo werden Passfedervebindungen vorwiegend eingesetzt?

Answer 3

Bei stossfreien und einseitig wirkenden Drehmomenten

Question 4

Welche Annahmen werden für die Methode C (bezgl. Passfedern) getroffen?

Answer 4

• Konstante Flächenpressung über Nutlänge und Nutwandhöhe

- keine Berücksichtigung von Fasen oder Radien bei der Ermittlung der tragenden Flächen

Question 5

Vorteile einer Passfederverbindung

Answer 5

• einfach Montage und Demontage
• lösbare Verbindung
• meist preisgünstiger als Profilwellenverbindung

Question 6

Nachteile einer Passfederverbindung

Answer 6

notwendige axiale Fixierung der Nabe

• Gefahr des Ausschlagens bei wechselnden Betriebsmomenten durch das Spiel zwischen Wellen-/Nabennut und Feder
• eingeschränkte Verwendbarkeit bei einseitigen Drehmomentstössen
• Schächung der Welle durch Passfedernut (hohe Kerbwirkung)
• Unwucht bei hohen Betriebsdrehzahlen, deshalb um 180° versetzte Anordnung von 2 Passfedern bei hohen Drehzahlen
• geringere Belastbarkeit als bei Profilwellenverbindungen und Pressverbänden

Question 7

Nenne Arten von Profilwellenverbindungen

Answer 7

• Keilwellenverbindung
• Kerbzahnwellenverbindung
• Zahnwellenverbindung mit Evolventenprofil
• Polygonverbindungen

Question 8

Welche verschiedenen Möglichkeiten gibt es, eine Keilwellenverbindung radial zu fixieren? Für welche Anwendungen sind sie jeweils geeignet?

Answer 8

• Innenzentrierung: genauer Rundlauf
• Flankenzentrierung: wechselnde/stosshafte Momente
• Aussenzentrierung: wie Innenzentrierung, aber wirtschaftlicher

Question 9

Was ist bei einer Kerbzahnwellenverbindung unbedingt nötig?

Answer 9

axiale Sicherung

Question 10

Durch welche Merkmale sind Polygonverbindungen gekennzeichnet?

Answer 10

• P3G-Verbindungen sind selbstzentrierend und werden geschliffen
• P4C-Vergindungen können unter Last axial verschoben werden, Wellen werden zylindrisch übergeschliffen, Naben müssen geräumt werden
• es besteht die Gefahr von Reibkorrosion
• Kerbwirkung ist im Vergleich zu diskontinuierlichen Profilen wie der Keilwelle geringer

Question 11

Was für einen Vorteil bringt es mit sich, ein Polygonprofil mit mehr (vielen) Ecken zu konstruieren?

Answer 11

bessere Uebertragung von Drehmomenten

Question 12

Wie übertragen Längkeilverbindungen Drehmomente?

Answer 12

• kraftschlüssig

- bei Ueberlast formschlüssig

Question 13

Wo finden Stirnverzahnungen Anwendung?

Answer 13

• Verbindungen von Wellenenden mit Zahnrädern und Scheiben (meist Leichtbaukonstruktionen)
• Gebaute Kurbelwellen, Verbindung Kurbelwange mit Kurbelzapfen
• in Schalttischen im Werkzeugmaschinenbau

Question 14

Was ist eine Nabe?

Answer 14

Jedes gebohrte Werkstück unter Innendruck

Question 15

Was ist eine Hohlwelle

Answer 15

Jedes gebohrte Bauteil unter Aussendruck

Question 16

Wonach ist ein Pressverband auszulegen?

Answer 16

Nach der kleinsten zulässigen maximalen Pressung

Question 17

Wie kann Schwingungsverschleiss vermindert werden?

Answer 17

• Verminderung des Momentenausschlages Ta
• Erhöhung von p, My, d zur Erhöhung von Tr
• Nabe torsionselastischer gestalten

Question 18

Wann tritt Schwingungsverschleiss auf?

Answer 18

Wenn der Momentenausschlag das elastische Grenzmoment übersteigt

Question 19

Was lässt sich über eine Kegelpressverbindung mit folgenden Kegelverhältnissen aussagen (Reibwert = 0,12)?

1: 2,5
1: 5
1: 10

Answer 19

1: 2,5 leicht lösbar
1: 5 an der Grenze zur Selbsthemmung
1: 10 selbsthemmend

Question 20

Was ist bei einem selbsthemmenden Kegel nicht notwendig?

Answer 20

Eine Vorspannung der Welle

Question 21

allgemeine konstruktive Empfehlungen für Zylinderpressverbände

Answer 21

-Ausführung stets ohne Passfeder

Question 22

Was ist ein Toleranzring?

Answer 22

• Ein federndes, gewelltes Spannelement zwischen Welle und Nabe
• kann Bearbeitungstoleranzen, Fluchtungsfehler überbrücken und Wärmedehnung ausgleichen

Question 23

Wie sollte eine Passfederverbindung ausgeführt sein?

Answer 23

• Passfeder weichestes Bauteil, da billigster Austausch
• Passfeder erzeugt Unwucht –> ungeeignet für schnelllaufende Wellen
• Passfederanzahl i<=2
• Abnahme des Drehmoments an der der Lastabnahme entgegengesetzten Seite
• auf Kopfspiel achten

Question 24

Schäden von Passfederverbindungen

Answer 24

• Mikrogleiten

- Stufenverschleiss

Question 25

Was ist ein grosser Vorteil von Profilwellenverbindungen?

Answer 25

Uebertragung grosser und wechselnder Drehmomente

Question 26

Welche Arten von Pressungen gibt es?

Answer 26

• Presspassung/Uebermasspassung
• Uebergangspassung
• Spielpassung

Question 27

Nenne kraftschlüssige WNV

Answer 27

• Toleranzring
• Ringfeder-Spannelement
• Spannhülse
• Stern-/Spannscheiben- Verbindung
• Kegelflächen-Spannelement
• Schrumpfscheibe
• -> im montierten Zustand spiel zum Gehäuse
• Ringfeder-Spannsatz (Zentrierung)
• Hydraulisch wirkende Spannbuchse (keine Zentrierung nötig)

Question 28

Definiere Fugendruck

Answer 28

negative radiale Spannung am Uebergang zweier Bauteile

Question 29

Definiere Pressung

Answer 29

maximaler Fugendruck aller Bauteile

Question 30

Spannungen an einer Nabe

Answer 30

Radialspannung

• außen: 0
• innen: negativ

Tangentialspannung

• außen: größer Null
• innen: größer als außen

Question 31

Spannungen Hohlwelle

Answer 31

Radialspannung

• außen: negativ
• innen- 0

Tangentialspannung

• außen: negativ
• innen: negativ (im Betrag größer als außen)

Question 32

Spannungen Vollwelle

Answer 32

Radial- und Tangentialspannungen negativ mit konstantem Verlauf