Sicherungselemente

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Allgemeines

Sicherungselemente sind übliche Maschinenelemente, die in jeder Konstruktion zu finden sind, sie sichern meist durch Formschluss und begrenzen als Führungselemente andere Maschinenteile gegen das axiale Spiel.

Sie sind unscheinbar doch unverzichtbar, oft unterschätzt aber fast überall im Einsatz.



Übersicht

ausgewählte Sicherungselemente
Bezeichnung Abbildung DIN
Sicherungsringe für Wellen Sicherungsring Welle.jpg DIN 471 halten Bauteile z.B. Wälzlager in vorgegebener
Position, haben keine Sicherungswirkung
Sicherungsringe für Bohrungen Sicherungsring Bohrung.jpg DIN 472 halten Bauteile z.B. Wälzlager in vorgegebener
Position, haben keine Sicherungswirkung
Sicherungsscheiben Sicherungsscheibe2.jpg DIN 6799 sichern von kleinen Bolzen
z.B. Plattenspielern
Federstecker Cat federstecker.jpg DIN 11024 häufig zu lösenden Bolzenverbindungen
z.B. bei Kranen und Baumaschinen
Splinte Sicherungselement 2.jpg DIN EN ISO 1234 lose und gelenkartige Bolzenverbindungen
Kronenmutter Xxx.jpg DIN 935-1 sichern mit einem Splint
z.B.Lenkungsbereich von Fahrzeugen
Feld 1-7 Xxx.jpg DIN



Sicherungsringe (Halteringe)

Abb.1 Sicherungsring für eine Bohrung mit Werkzeug

Sicherungsringe befestigen Bauteile auf Wellen oder in Bohrungen. Daraus erzielt man konstruktive Vereinfacherungen, die effizienter und kostengünstiger als herkömmliche Befestigungsmittel sind. Sie haben die Aufgabe, Buchsen, Wälzlager, Räder u. ä. auf Achsen, Wellen und Bohrungen gegen axiale Verschiebungen zu sichern.
Sicherungsringe bestehen unter anderem aus Federstahl. Dieser Werkstoff lässt die Sicherungsringe flexibel, so dass sie sich beim beim Einbau durch Auf- oder Zusammenbiegen mit speziellen Zangen gleichförmig in der Nut festsetzen.
Sicherungsringe müssen gratfrei sein und werden im Regelfall mit einem Korrosionsschutz geliefert. Dadurch, dass zwischen Nut und Sicherungsring eine hohe Kerbwirkung auftritt, wird empfohlen, Sicherungsringe möglichst nur am Ende von Wellen und Bohrungen anzuordnen.



Abb.2 Beispiele Sicherungsringe






















Einbau von Sicherungsringen auf Wellen und in Bohrungen

Einbau von Sicherungsringen auf Wellen und in Bohrungen

Kurzzeichen

d1 = Bolzendurchmesser
d2 = Innendurchmesser des Federringes
d3 = Durchmesser des Welleneinstiches
d4 = Drahtduchmesser
d5 = Aussendurchmesser des Federringes
d6 = Durchmesser des Bohrungseinstiches
r = d4/2 = Radius der Einstiche



















Federstecker und Splinte

Federstecker

Abb.3 Federstecker als Bolzensicherungselemente



Federstecker gehören mit zu den einfachen und schnellen Sicherungselementen. Sie werden hauptsächlich bei sehr oft bzw. häufig zu lösenden Bolzenverbindungen eingesetzt ( z. B. Baumaschinen, Krane...). Dabei werden die Federstecker oft unverlierbar mit dem zu sicherndem Bauteil, z.B. mit einer Kette verbunden. Hergestellt werden sie aus Federstahldraht nach DIN 11024. Der passende Federstecker wird duch die Abmaße der zu sichernden Bolzen bzw. Schrauben gewählt.
ACHTUNG : Federstecker sind nicht zum Übertragen von Kräften geeignet!














Abb.4 Verbindung Stützstrebe und Beinrohr mit Steckbolzen und Federstecker
Abb.5 Mastkopf

Splinte

Splinte sind ein einfaches und kostengünstiges Sicherungselement.
Sie finden ihren Einsatz bei losen Bolzenverbindungen bzw. bei gelenkartigen Bolzenverbindungen sowie Schraubenverbindungen.
Eine Schraubenverbindung mit Splint ist z. B. die Kronenmutter (Abb.xx). Dabei wird der Splint durch eine Bohrung in der Schraube bzw. im Bolzen und durch die Kronenmutter gesteckt und dann auseinandergespreizt, was zur Folge hat das sich die Kronenmutter nicht lösen kann und sie somit sichert.
Splinte werden überwiegend aus weichem Baustahl hergestellt, seltener aus Kupfer oder Kupfer-Zink-, Al-Legierungen. Splinte werden in der Regel im Kfz-Bereich aufgrund der Sicherheit und ihrer Flexibilität nur einmal eingebaut.


Datei:Skizze Splint.jpg
Abb.7 Darstellung Splint

Abb. xxx

Kronenmutter duch Splint gesichert
















Stellringe

Stellringe begrenzen das axiale Spiel von Wellen, Achsen, Bolzen. Sie haben die Augabe lose Teile, z. B. Scheiben, Räder auf einer Welle zu führen. Um mit der Welle fest fixiert zu sein werden Stellringe mit Hilfe eines Gewindestiftes mit Spitze auf dieser befestigt. Aus Sicherheitsgründen sollten die Gewindestifte nicht überstehen, d.h. nicht aus dem Sicherungsring ragen.




Abb.10



Abb.8 Stellringe aus Kunststoff

Abb.9 Fahrwerk für Kettenzug mit Stellring
















Sicherungsscheiben

Sicherungsscheiben (Haltescheiben) sind Scheiben zum axialen Halten von Bauteilen auf Wellen.

  • auch als Haltescheiben benannt
  • Anwendungen bei kleinen Wellendurchmessern z. B. in Büromaschinen und im Apparatebau


Datei:Sicherungselement.jpg



EineSicherungsscheibe hält die Messer dieses Papierschredders auf der Welle.[2]















Setzsicherung

  • erhöhen die Elastizität
  • gleichen Setzerscheinungen aus
  • Vorspannkraft wird erhalten und wirkt so einem Lösen der Verbindung entgegen
  • bei erzwungener Relativbewegung der Bauteile Losdrehen der Bauteile nicht vermeidbar
  • Bsp. Federscheiben, Zahnscheiben

Federscheibe: federnde Scheibe zwischen Kopf und Werkstück, axial beanspruchte Verbindungen, kurze Schrauben der unteren Festigkeitsklasse DIN 128,137,6904,6905,6908

Verliersicherung

  • teilweises Losdrehen der Verbindung möglich
  • verhindert ungewollte selbstständige Demontage der Verbindung
  • Bsp. Sicherungsblech mit ein oder zwei Lappen, Drahtsicherung

Drahtsicherung, Schraubenköpfe werden mit einer Querbohrung versehen durch die sie mit einem Draht gesichert werden Sicherungsblech mit ein oder zwei Lappen DIN 463, 93, für quer beanspruchte Verbindungen der unteren Festigkeitsklasse Sicherungsscheibe mit Nase die in einer Bohrung gehalten wird, für quer beanspruchte Ver

Übungsaufgaben

Zuordnungsaufgabe

Arbeitsblatt Sicherungselemente

Berechnungen an einer Gelenktaschenverbindung

Quellen

Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007, ISBN 978-3-8348-0262-0
Alfred Böge (Hrsg.): Das Techniker Handbuch,Grundlagen und Anwendungen der Maschinenbau-Technik, Vieweg Verlag, 15. Aufl. 1999, ISBN 3-528-34053-3


Abb.1 - Seeger-Orbis GmbH Sicherungsring mit Werkzeug --
Abb.2
Abb.3 - www.loebke-federn.de
Abb.4 - www.jumpandfun.de
Abb.5 - www.jumpandfun.de
Abb.7 - www.directindustry.de