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FÜGEN - Press- und Schnappverbindungen
für die Werkmeister-Schule
2. Semester2015
vorgelegt von
Daniel Permoser
am 24. Juni 2015
Erstprüfer/in: Daniel Permoser
Zweitprüfer/in: MALAUN STEPHAN
Press- und Schnappverbindungen
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Kurzfassung
Mit Fügen bezeichnet man nach DIN-Norm DIN 8593 in der Fertigungstechnik als
Oberbegriff das dauerhafte Verbinden von mindestens zwei Bauteilen.
Maschinen, Vorrichtungen und Geräte bestehen aus verschiedenen Einzelteilen. Bei der
Herstellung bzw. bei der Montage werden die einzelnen Teile so miteinander
verbunden, dass sich die geforderte Funktion ergibt. Das Verbinden von Einzelteilen zu
Funktionseinheiten bezeichnet man als Fügen.
Press- und Schnappverbindungen
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Inhaltsverzeichnis
Kurzfassung ..................................................................................................................... 2
Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................... 3
Abbildungsverzeichnis .................................................................................................... 4
Tabellenverzeichnis ........................................................................................................ 4
Vorwort ............................................................................................................................ 5
1 Stand der Technik ............................................................................................... 6
2 Ziele ..................................................................................................................... 13
3 Zusammenfassung und Ausblick ..................................................................... 14
Literaturverzeichnis ..................................................................................................... 15
Press- und Schnappverbindungen
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Abbildungsverzeichnis
Bild 1: Pressverbindungen durch Längseinpressen BS. 226
Bild 2: Pressverbindungen durch Schrumpfen BS. 226
Bild 3: Pressverbindung durch Kühlen BS. 226
Bild 4: Hydraulikverfahren BS. 384
Bild 5: Hydraulisch hergestellte Pressverbindungen BS. 227
Bild 6: Bauformen von Schnappverbindungen BS. 227
Bild 7: Arten von Schnappverbindungen BS. 227
Bild 8: Schnappverbindungen mit Befestigungselementen BS. 227
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Übersicht über wichtige Fügeverfahren BS. 225
Press- und Schnappverbindungen
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Vorwort
Es gibt verschiedene Arten von Fügeverfahren. Sie werden nach ihrer Wirkungsweise
unterschieden:
Formschlüssiges Fügen
Kraftschlüssiges Fügen
Vorgespannt formschlüssiges Fügen
Stoffschlüssiges Fügen
Press- und Schnappverbindungen
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1. Stand der Technik
Fügen- Press- und Schnappverbindungen
Pressverbindungen
Pressverbindungen entstehen, wenn beim Fügen von Bauteilen ein Übermaß zwischen
den Passflächen vorhanden ist. Durch die auftretenden Presskräfte können Kräfte und
Drehmomente ohne zusätzliche Verbindungselemente übertragen werden.
Pressverbindungen übertragen Kräfte und Drehmomente kraftschlüssig.
Pressverbindungen durch Längseinpressen
Beim Längseinpressen werden die Bauteile mithilfe einer Presse gefügt (Bild 1). Weil
scharfkantige Innenteile beim Einpressen die Rauheitsspitzen der Bohrungsfläche
abschaben und damit den Bohrungsdurchmesser vergrößern und die Haftkraft
verringern würden, erhält das Innenteil eine 2 bis 5mm lange einpressfase mit einem
Winkel von maximal 5 Grad. Das Einölen der Fügeflächen vor dem Einpressen
verhindert das Festfressen der Bauteile.
Bild 1: Pressverbindung durch Längseinpressen
Press- und Schnappverbindungen
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Pressverbindungen durch Schrumpfen
Vor dem Fügen der Pressverbindung wird das Außenteil erwärmt und über das Innenteil
geschoben. Beim Erkalten bildet sich die Pressverbindung durch Schrumpfen des
Außenteils (Bild 2).
Die Maßverkleinerung beim Abkühlen eines zuvor erwärmten Bauteils mit
Innenpassflächen bezeichnet man als Schrumpfen. Zur Erwärmung werden z.B.
induktive Anwärmgeräte, Ölbäder und Gasbrenner verwendet.
Worauf man achten sollte:
Vorgeschriebene Anwärmtemperaturen sind genau einzuhalten, um
Gefügeänderungen zu vermeiden.
Große, sperrige Teile sind gleimäßig zu erwärmen, da sie sich sonst verziehen.
Wärmeempfindliche Teile, z.B. Dichtungen, müssen vor dem Erwärmen entfernt
werden.
Bild 2: Pressverbindung durch Schrumpfen
Press- und Schnappverbindungen
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Pressverbindungen durch Kühlen (Dehnen)
Können Außenteile wegen ihrer Größe, Form oder wegen möglicher Gefügeänderungen
nicht erwärmt werden, kühlt man das Innenteil (Welle) soweit ab, bis es sich leicht in
das Außenteil (Bohrung) fügen lässt (Bild 3)
Als Kühlmittel dienen Trockeneis (festes Kohlendioxid, bis -79 Grad Celsius) und
flüssiger Stickstoff (bis -190 Grad Celsius). Beim Wiedererwärmen dehnt sich das
Innenteil und bildet mit dem Außenteil die Pressverbindung.
Die Maßvergrößerung durch Erwärmen eines zuvor abgekühlten Bauteils mit
Außenpassflächen bezeichnet man als Dehnen.
Bild 3: Pressverbindung durch Kühlen
Press- und Schnappverbindungen
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Pressverbindungen mithilfe des Hydraulikverfahrens
Das Hydraulikverfahren wird hauptsächlich zur Montage und Demontage von großen
Wälzlagern verwendet.
Beim Hydraulikverfahren wird Maschinenöl durch eine in die Welle oder die Bohrung
eingearbeitete Ringnut zwischen die Passflächen gepresst. Die Bauteile verformen sich
dabei elastisch und können mit geringem Kraftaufwand gegeneinander verschoben
werden.
Bauteile mit kegeligen Passflächen können mit diesem Verfahren gefügt und getrennt
werden. Zylindrische Bauteile werden meist durch Schrumpfen gefügt. Die Demontage
kann ebenfalls durch das Hydraulikverfahren erfolgen, solange z.B. die Wellen- Ring-
Nut von der Nabe überdeckt wird. Anschließend kann die Nabe, weil sich zwischen den
Passflächen noch Öl befindet, mit verhältnismäßig geringem Kraftaufwand vollends
demontiert werden.
Bild 4: Hydraulikverfahren
Press- und Schnappverbindungen
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Bild 5: Hydraulisch hergestellte Pressverbindung
Press- und Schnappverbindungen
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Schnappverbindungen
Bei den Schnappverbindungen wird die Elastizität der Werkstoffe, meist Kunststoffe
oder Federstahl, für die Verbindung zweier Bauteile ausgenutzt.
Eine Kugel, ein Stirnwulst oder ein Haken greifen in die Hinterschneidung des anderen
Teils ein und bilden eine formschlüssige Verbindung (Bild 6).
Mindestens ein Teil der Verbindung muss aus elastischem Werkstoff sein, der sich beim
Fügen oder Lösen um die Wulsthöhe verformen lässt.
Man unterscheidet unlösbare und lösbare Schnappverbindungen (Bild 7). Unlösbare
Verbindungen haben auf ihrer Innenseite eine Planfläche, die das Trennen der Teile
verhindert. Bei lösbaren Verbindungen haben die Wülste in beiden
Bewegungsrichtungen Schrägen.
Bild 6: Bauformen von Schnappverbindungen
Press- und Schnappverbindungen
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Typische Befestigungselemente für Schnappverbindungen sind Klammern oder Klipse,
die geringe Fügekräfte benötigen und Fertigungsabweichungen Bohrungen überbrücken
können.
Durch Schnappverbindungen mit zusätzlichen Befestigungselementen werden z. B.
Zierleisten aus Kunststoff mit PKW- Karosserieteilen gefügt.
Bild 7: Arten der Schnappverbindungen
Bild 8: Schnappverbindungen mit Befestigungselementen
Press- und Schnappverbindungen
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2. Ziele
Ziel dieser Arbeit ist das dauerhafte Verbinden von Einzelteilen zu Funktionseinheiten.
Sie sollen gewünschte Funktionen in verschiedensten Bereichen (Maschinen,
Vorrichtungen, Geräte,...) einfach und wirtschaftlich erfüllen.
Press- und Schnappverbindungen
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3. Zusammenfassung
Pressverbindungen stellen eine einfache, schnelle und kosten-günstige Methode zur
Montage von Teilen dar. Pressverbindungen lassen sich mit gleich- oder
verschiedenartigen Materialien verwirklichen und können Schrauben, Metalleinsätze,
Verklebungen und dergleichen überflüssig machen.
Press- und Schnappverbindungen
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Literaturverzeichnis
Verlag Europa- Lehrmittel (2013): Fachkunde Metall (57. Auflage)
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