Welle-Nabe-Verbindung

Eine Welle-Nabe-Verbindung mit einem Keil

Welle-Nabe-Verbindungen sind im Maschinenbau zumeist standardisierte Verbindungsarten, um Drehmomente und Leistungen von einer Welle oder einem Zapfen auf eine rotierende Nabe zu übertragen (oder umgekehrt von einer Nabe auf eine Welle). Sie übertragen aber auch Axialkräfte, Querkräfte und Biegemomente, welche an Nabenrädern, etwa an Zahnrädern (zum Beispiel durch Schrägverzahnungen) oder an Riemenscheiben oder dergleichen entstehen.

Unterteilung von Welle-Nabe-VerbindungenBearbeiten

Gliederung nach Art der KraftübertragungBearbeiten

Welle-Nabe-Verbindungen können nach Art der Kraftübertragung unterteilt werden in [1]:

  1. Kraftschlüssige Verbindungen (Reibschluss): Die Kraftübertragung zwischen Welle und Nabe erfolgt durch Reibungswiderstand, der durch Presspassungen erfolgt, oder durch besondere Spannelemente wie zum Beispiel Klemmnaben oder Schrumpfscheiben, beide mit konischen Elementen;
  2. Formschlüssige Verbindungen, bei denen über eine bestimmte Formgebung, z. B. Keilwellenprofil, Polygonprofil, Zahnwellenprofil und Kerbverzahnung oder zusätzliche Mitnehmerelemente (Passfeder) die Kraftübertragung erreicht wird. Man unterscheidet hier auch zwischen mittelbarem und unmittelbarem Formschluss;
  3. Vorgespannte formschlüssige Verbindungen: Diese Kombination der beiden zuvor genannten Schlussarten entsteht u. a. beim Einsatz von Keilen;
  4. Stoffschlüssige Verbindungen, z. B. durch Kleben, Löten oder Schweißen.

Gliederung nach Beanspruchungs- und BewegungsanforderungBearbeiten

Zusätzlich ist auch eine Unterscheidung nach Beanspruchungs- und Bewegungsanforderung möglich:

  1. Kleine Drehmomente: Klemmverbindung, Spannhülse, Querstift, Scheibenfeder;
  2. Große und wechselseitige Drehmomente: Pressverband und Ölpressverband (Pressfügen), Ringfeder-Spannelement wie z. B. Spannsatz oder Taper-Buchse,

Formschlüssige Welle-Nabe-VerbindungenBearbeiten

Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen (WNV) können weiterhin unterschieden werden in[1]:

  • unmittelbare Drehmomentübertragung (Drehmoment wird direkt übertragen, z. B. Keilwellen, Klemmsitz-Baugruppen),
  • mittelbare Drehmomentübertragung (Drehmoment wird über Zwischenglieder übertragen, z. B. Passfedern).

Formschlüssige WNV unterliegen einer Flächenpressung   am Umfang, welche wie folgt berechnet werden kann:

 

mit

  Nenndrehmoment
  Anwendungsfaktor/Stoßfaktor
  ungleichmäßige Lastverteilung auf die Zähne
  ungleichmäßige Lastverteilung über die Länge
  Anzahl der Mitnehmer
  tragende Höhe der Mitnehmer
  tragende Länge
  Festigkeit des schwächsten Werkstoffes
  Profilmittenradius bei Keil- und Kerbzahnwellen

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. a b G. Niemann, H. Winter, B.-R. Höhn: Maschinenelemente Band1: Konstruktion und Berechnung von Verbindungen, Lagern, Wellen, 3. Auflage, Springer