Maschinenelemente: Befestigung, Lagerung & Kraftübertragung

Befestigungselemente

Sie werden zur Verbindung und Fixierung von Maschinenelementen verwendet.

Niete

Ein zylindrischer Körper mit abgerundetem Kopf. Hergestellt aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder Messing. Wird für eine dauerhafte Verbindung von zwei oder mehr Teilen verwendet.

Stift

Verbindet Gelenkteile. Eines der Teile kann sich durch Drehung bewegen.

Passstift

Ein Stift, der Teile miteinander verbindet, ohne sie fest zu fixieren.

Splint

Ein Draht, geformt wie ein halber Zylinder, gefaltet mit einem runden Kopf und zwei ungleichen Schenkeln. Verhindert das Lösen von Stiften oder Muttern bei Vibrationen der eingespannten Teile.

Schraube

Ein zylindrischer Körper mit Gewinde und einem Kopf in verschiedenen Formen. Die Hauptabmessungen sind: Körperlänge, Schraubenkopfhöhe, Abstand zwischen den Sechskantflächen und Kanten.

• Schraube-Mutter-Verbindung

  Verbindung zwischen Teilen mithilfe von Muttern und Unterlegscheiben (sogenannte Passung).

• Schraube in Gewindebohrung

  Die Mutter wird durch eine Gewindebohrung im Bauteil ersetzt.

• Stehbolzen

  Hat an beiden Enden Gewinde. Wird verwendet, wenn Schraubenmuttern häufig montiert und demontiert werden müssen.

• Innensechskantschraube (Inbusschraube)

  Aus hochfestem Stahl. Verfügt über ein Sechskantloch im Kopf. Wird ohne Mutter verwendet, wobei der Kopf für eine glatte Oberfläche in einer Aussparung des Werkstücks versenkt wird.

• Fundamentschraube

  Mit Widerhaken oder gezackt, aus Stahl oder Eisen. Wird zur Befestigung in Beton oder Mauerwerk verwendet. Hat einen dünnen, harten, trapezförmigen Kopf.

• Blechschrauben

  Mit großem Gewindegang und verjüngtem Körper. Können warm- oder kaltgeformt sein und manchmal Längsrillen zur Gewindeformung aufweisen. Eliminieren die Notwendigkeit einer Gewindebohrung oder Mutter, da sie sich ihr Gewinde selbst schneiden oder formen.

Für kleine Baugruppen werden Schrauben mit verschiedenen Gewinde- und Kopfformen in Metall, Holz und Kunststoffen eingesetzt.

Mutter

Hat die Form eines Prismas oder Zylinders mit einer Gewindebohrung. Muttern sind hexagonal, quadratisch oder rund und dienen dazu, feste Verbindungen zwischen Bauteilen herzustellen.

• Kronenmutter

  Hexagonal mit sechs radialen Schlitzen, die mit einem Loch im Bolzen ausgerichtet werden, um einen Splint aufzunehmen.

• Hutmutter

  Ein Ende der Gewindebohrung ist geschlossen, um die Schraubenspitze zu verdecken und zu schützen.

• Flügelmutter

  Mit hervorstehenden 'Flügeln' zum manuellen Anziehen. Ermöglicht häufige Montage und Demontage ohne Werkzeug.

• Kontermutter

  Eine dünne Mutter, die das Lösen der Hauptmutter verhindert und als Sicherung dient.

Unterlegscheibe

Eine Metallscheibe mit einem Loch in der Mitte, durch das der Schraubenschaft geführt wird. Schützt die Oberfläche der Bauteile, verhindert das Lösen der Mutter, gleicht Unebenheiten aus und verteilt die Last.

• Flache Unterlegscheibe

  Verteilt die Last und schützt die Oberfläche vor Beschädigungen durch den Schraubenkopf oder die Mutter.

• Federring

  Eine spiralförmige Schraubenfeder, die beim Anziehen komprimiert wird und so eine Vorspannung erzeugt.

• Zahnscheibe

  Mit Zähnen am Innen- oder Außendurchmesser, die sich in das Material eingraben und so eine Verdrehsicherung bieten.

Sicherungsring

Verhindert die axiale Verschiebung von Bauteilen auf Wellen oder in Bohrungen.

Keil

Prismatisch oder zylindrisch, mit parallelen oder geneigten Flächen. Dient zur Fixierung oder zum Ausrichten von Bauteilen.

Gewinde

Ein schraubenförmiges Profil mit konstantem Querschnitt, das gleichmäßig auf einer zylindrischen oder konischen Fläche verläuft.

• Feingewinde

  Wird in der Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet.

• Regelgewinde

  Standardgewinde im Maschinenbau.

• Transportgewinde

  Wird in Drehmaschinen, Pressen oder bei konstanter Bewegung zur Kraftübertragung eingesetzt.

Gewindeprofile

• Dreiecksgewinde

  Das häufigste Gewindeprofil, verwendet für Verbindungselemente wie Schrauben und Muttern.

• Weitere Gewindeprofile

  Trapezgewinde, Rundgewinde, Quadratgewinde und Sägezahngewinde.

Maschinenelemente zur Kraftübertragung

Lager

Stützen und führen Wellen.

• Gleitlager

  Bestehen aus einer Hülse auf einem Träger. Werden in schweren Maschinen oder Anlagen bei niedrigen Drehzahlen eingesetzt, da die geringe Drehzahl eine Überhitzung verhindert. Die Verwendung von Schmierstoffen reduziert die Reibung und verbessert die Rotation der Achse.

  Bestandteile: Gehäuse, Schmieröffnung, Deckel, Boden, Lagerschalen und Wellenbohrung.

• Wälzlager

  Ermöglichen höhere Geschwindigkeiten und geringere Reibung.

  • Radiallager

    Nehmen radiale Lasten auf und verhindern die Verschiebung in Querrichtung.

  • Axiallager

    Können keine radialen Lasten aufnehmen. Verhindern die Verschiebung in Längsrichtung.

  • Axial-Radiallager (Mischlager)

    Tragen beide Lasttypen (radial und axial) und verhindern beide Arten von Verschiebung.

  Anwendung

  Landwirtschaftliche Maschinen, Elektromotoren, Schiffbau.

  Wartung

  Regelmäßige Kontrolle durch Hören, Sehen und Fühlen. Achten Sie auf übermäßige Temperatur und Vibrationen.

  Schmierung

  Altes Fett entfernen und durch neues ersetzen oder Öl auf das erforderliche Niveau nachfüllen.

Zahnräder

Maschinenelemente, die Bewegungen und Drehmomente von einer Welle zur anderen übertragen. Dies geschieht durch Zähne, die nacheinander ineinandergreifen, ohne zu gleiten.

• Zylindrisches Stirnrad

  Mit Zähnen parallel zur Achse.

• Zylindrisches Schraubenrad

  Mit schräg verlaufenden Zähnen.

• Zylindrisches Zahnrad mit Innenverzahnung

  Beide Räder drehen sich in die gleiche Richtung.

• Zahnstange

  Wandelt Rotationsbewegung in lineare Bewegung um.

• Kegelrad mit geraden Zähnen

  Für die Übertragung von Bewegungen zwischen sich schneidenden Achsen.

• Zylindrisches Zahnrad mit Schrägverzahnung

  Zahnwinkel typischerweise zwischen 8° und 20°.

• Pfeilverzahnung

  Zahnräder mit V-förmiger Verzahnung.

Riemen

Stellen eine Verbindung zwischen Scheiben her und übertragen Kraft und Bewegung.

• Flachriemen

  Überträgt Kraft in großen Maschinen, oft durch seine Flexibilität.

• Keilriemen

  Hat die Form eines Trapezes.

• Zahnriemen

  Verhindert Schlupf durch Zähne.

Anwendungen

Transport von Objekten, in Automotoren und Klimaanlagen.

Wartung

Regelmäßige Überprüfung der Riemenspannung.

Stahlseile

Bestehen aus einer Seele und mehreren Litzen. Jede Litze besteht aus mehreren Drähten, die um einen zentralen Draht gewickelt sind. Sie dienen zum Heben, Halten und Fixieren von Lasten.

• Standard-Konstruktion

  Die Drähte in den Litzen haben den gleichen Durchmesser.

• Seale-Konstruktion

  Die Drahtschichten bestehen abwechselnd aus dicken und dünnen Drähten.

• Füllerdraht-Konstruktion

  Die Litzen enthalten dünne Drähte, die als Füllmaterial in den Zwischenräumen dienen.

• Warrington-Konstruktion

  Mindestens eine Drahtschicht besteht aus abwechselnd dicken und dünnen Drähten.

• Faserseele

  Geeignet für weniger schwere Lasten.

• Stahlseele

  Sehr hohe Zugfestigkeit.

• Baumwollseele

  Für kleinere Seile.

• Asbestseele

  Spezialseile für hohe Temperaturen.

• Kreuzschlag

  Regelmäßige Verdrehung (Kreuzschlag) sorgt für Stabilität.

• Gleichschlag

  Abriebfest und flexibel.

Befestigungsmethoden

• Seilklemme

  Fixierung der Seilschlaufe durch Klemmen.

• Hakenbefestigung

  Die Seile werden in Haken eingehängt.

• Kauschen

  Zur Fixierung und zum Schutz der Seilschlaufe.

Schmierung

Manuell, Tauchbad, Tropfschmierung.

Probleme

Durchmesserreduzierung, Korrosion, Drahtbruch, Vogelkäfig (schnelle Zugentlastung), zerknittertes Seil, herausspringende Seele, Knicke oder Knoten.

Ketten

Eine Endlosschleife aus Gliedern, oft mit Stahlrollen, die um zwei Zahnräder (Kettenräder) gewickelt ist. Ketten übertragen Drehzahl und Drehmoment zwischen den beiden Kettenrädern. Sie werden eingesetzt, wo Riemen aufgrund von Feuchtigkeit, Öl etc. nicht verwendet werden können.

• Rollenkette

  Die häufigste Form, bei der die Rollen auf den Zähnen des Kettenrads abrollen.

• Buchsenkette

  Hat keine Rollen, sondern Buchsen.

• Gelenkkette (Silent Chain)

  Mit umgekehrten Zähnen zur Lärmminderung.

• Freigliederkette

  Einfach zu montieren und zu demontieren, da einzelne Glieder entfernt werden können.

• Rundstahlkette

  Glieder aus Rundstäben geformt und verschweißt. Für die Aufhängung schwerer Lasten.

• Lamellenkette

  Besteht aus mehreren Platten, die durch Stifte verbunden sind und keine Rollen haben.

• Blockkette

  Jeweils zwei Rollen bilden mit ihren Gliedern einen Block.

• Kompensierte Kette

  Besteht aus einer einzigen Art von Gliedern, mit oder ohne Rollen.

Schmierung

Manuell, Tropfschmierung, Ölbad, Sprühschmierung.

Wartung

Schmieren, Kettenspannung prüfen, niemals ein neues Glied in eine alte Kette einfügen, mit Kerosin reinigen.

Dichtungsmaterialien

Dienen dazu, den Durchtritt von flüssigen oder gasförmigen Medien zwischen statischen oder dynamischen Bauteilen zu verhindern. Es ist wichtig, dass das Dichtungsmaterial mit dem abzudichtenden Medium kompatibel ist.

• Wellendichtringe (Simmerringe)

  Bestehen aus Gummi oder Leder, haben ein Profil und Dichtlippen. Bei beweglichen Teilen verfügen sie oft über eine Feder, um die Spannung aufrechtzuerhalten.

• Statische Dichtungen (Dichtungen)

  Werden in Form von Ringen oder Dichtschnüren gefertigt und dienen zur Abdichtung statischer Verbindungen.

• Gleitringdichtungen

  Präzisionsdichtungen, die auf hydraulischen Prinzipien basieren und für rotierende Wellen verwendet werden.

Kupplungen

Kupplungen werden verwendet, um Drehmoment (Drehung und Kraft) von einer Welle auf ein anderes koaxiales Maschinenelement zu übertragen.

• Starre Flanschkupplung

  Geeignet für die Übertragung hoher Leistungen bei geringen Drehzahlen.

• Klemmringkupplung

  Eine Hülse, die die Wartung von Maschinen und Anlagen erleichtert, da sie die Positionierung der Wellen nicht beeinträchtigt.

• Elastische Kupplungen

  Verfügen über eine weiche Einlage oder Gummielemente, die eine gewisse Flexibilität zwischen den Flanschen ermöglichen. Beispiele in dieser Gruppe sind Klauenkupplungen, Perflex-Kupplungen und elastische Scher- und Vorkompressionskupplungen.

• Metallische flexible Kupplungen

  Nutzen die Eigenschaften flexibler metallischer Elemente, um Bewegungen zwischen den Flanschen auszugleichen. Zu dieser Gruppe gehören Gitterkupplungen, Kettenkupplungen, Zahnkupplungen und Lamellenkupplungen.