für die werkmeister-schule 2. semester2015 vorgelegt von · 2017. 3. 24. · mit fügen bezeichnet...

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.

https://de.wikipedia.org/wiki/DIN-Norm

https://de.wikipedia.org/wiki/Fertigungstechnik

https://de.wikipedia.org/wiki/Oberbegriff


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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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


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Bild 5: Hydraulisch hergestellte Pressverbindung


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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


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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


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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.


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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.


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Literaturverzeichnis

Verlag Europa- Lehrmittel (2013): Fachkunde Metall (57. Auflage)

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