Pressverbindungen

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Definition

Eine Pressverbindung besteht aus dem Fügen zweier Bauteile, die sich durch ein Übermaß zwischen den Passflächen definieren. Dabei geht es darum, dass Presskräfte an den Fügestellen entstehen.
Durch das Fügen mit Presskraft werden die drei Haupt-Pressverbindungen zu den kraftschlüssigen Verbindungen gezählt.
Diese drei Gruppen unterscheiden sich durch die verschiedenen Auslegungen der Pressverbindungen in das Längseinpressen, das Schrumpfen und das Dehnen. Bei den drei verschiedenen Gruppen der Pressverbindung wird entweder Kraft durch Pressen aufgewendet, eines der zu fügenden Bauteile erwärmt oder eines der Bauteile durch Kühlen gedehnt.

Pressverbindungen sind in der Lage Kräfte und Drehmomente ohne zusätzliche Verbindungselemente zu übertragen!

Pressverbindungen durch Längseinpressen

Presse zum Längseinpressen

Als das Längseinpressen bezeichnet man das Fügen von zwei Bauteilen mit Hilfe einer Presse. Beim Längseinpressen werden Übermaßpassungen mit geringem Übermaß gefügt, teilweise auch schon die engeren Übergangspassungen.

Die engeren Übergangspassungen sollten für ein sicheres Fügen auch durch das Längseinpressen gefügt werden. Dabei darf die Stirnseite des Innenteils keine scharfen Kanten besitzen. Beim Einpressen würden sonst Schäden an der Bohrungsfläche auftreten, der Durchmesser von der Bohrung würde sich vergrößern und die Haftkraft würde sich vermindern. Das Innenteil sollte mit einer Fase von mindestens 5° versehen werden. In der Industrie werden teilweise sowohl Innen- als auch Außenteil mit einer 1mm X 45° Fase versehen.
Welle beim Einpressen (Fügen) in ein Zahnrad


Damit beim Pressvorgang kein Festfressen zwischen den Bauteilen entsteht und somit die Passflächen beschädigt werden könnten, ist das Einölen der Fügeflächen ratsam. Beim Aufziehen von z.B. Kugellagern weisen manche Hersteller darauf hin, dass ein spezielles Öl von ihnen verwendet werden sollte.

Welle in ein Zahnrad gefügt

Passungsauswahl

(Beispiele aus dem Tabellenbuch Metall)
H7/n6 = Dies ist eine Übergangspassung bei der eine geringe Presskraft zum Fügen benötigt wird.
H7/r6 = Dies ist eine Übermaßpassung bei der eine größere Presskraft zum Fügen benötigt wird.
H7/s6 = Dies ist eine Übermaßpassung mit reichlich Passungsübermaß bei der eine große Presskraft benötigt wird.



Pressverbindungen durch Schrumpfen

Induktionsgerät zum erwärmen von z.B. Kugellager

Beim Schrumpfen (Erwärmen) wird das Außenteil vor dem Fügen erwärmt und danach über das Innenteil geschoben. Die Pressverbindung entsteht beim Erkalten des Außenteils, dass Außenteil schrumpft.

Beim Abkühlen eines vorher erwärmten Bauteils mit Innenpassflächen verkleinert sich das Maß des Bauteils, dies bezeichnet man als Schrumpfen!

Für Pressverbindung durch Schrumpfen nimmt man die größeren Übermaßpassungen. Ein Fügen durch ausschließlich des Längseinpressen ist nicht möglich. Beim Fügen der Bauteile eine Presse wie im Längseinpressen zur Hilfe zu nehmen ist möglich und bei manchen Bauteilen kann so sicher gegangen werden, dass das Außenteil auf dem Innenteil richtig sitzt. Erwärmt wird beim Schrumpfen nur das Außenteil, wie z.B. Kugellager und Zahnräder.
Verschiedene Bauteile haben vorgeschriebene Temperaturen, die beim Schrumpfen einzuhalten sind, sonst kann es zu Gefügeänderungen kommen. Eine übliche Erwärmungstemperatur ist in der Regel 105° bis 120°.

Erwärmunsgeräte

Was für Möglichkeiten gibt es, um ein Bauteil zu erwärmen?
Induktionsgerät

Beim Wählen der Möglichkeiten des Erwärmungsverfahren muss beachtet werden, dass ein Bauteil gleichmäßig zu erwärmen ist. Sonst verzieht sich das Bauteil. Folgende Geräte können benutzt werden:

  • Induktionsgerät
  • Anwärmplatte
  • Ofen
  • Gasbrenner oder Heißluftfön
  • Ölbad


Arbeitsregeln

Beim Vorgang des Schrumpfen sind folgende Arbeitsregeln zu beachten:

  • Vorgeschrieben Erwärmungstemperaturen sind einzuhalten, sonst kann es zu Gefügeänderungen kommen.
  • Beim Erwärmungsverfahren muss beachtet werden, dass ein Bauteil gleichmäßig zu erwärmen ist. Sonst verzieht sich das Bauteil.
  • Um ein Beschädigen von wärmeempfindlichen Teilen, wie z.B. Dichtungen zu vermeiden, müssen diese vorm erwärmen entfernt werden.
  • Das erwärmte Bauteil sollte nur mit feuerfesten Handschuhen angefasst werden. Es drohen Verbrennungen.


Passungsauswahl

(Beispiele aus dem Tabellenbuch Metall)
H8/u8 = Dies ist eine Übermaßpassung die sich nur durch Schrumpfen oder Dehnen fügen lassen .
H8/x8 = Dies ist eine Übermaßpassung die sich nur durch Schrumpfen oder Dehnen fügen lassen .


Pressverbindungen durch Dehnen (Kühlen)

Sind Außenteile durch ihre Größe, Form oder eventueller auftretender Gefügeänderungen nicht durch die Pressverbindung Schrumpfen zu fügen, gibt es die Möglichkeit des Dehnens durch Kühlen des Innenteils.
Beim Dehnen kühlt man das zu fügende Innenteil (z.B. eine Welle) soweit ab, bis sich dieses leicht in das Außenteil (z.B. ein Getriebegehäuse) fügen lässt. Die Pressverbindung entsteht beim Wiedererwärmen des Innenteils, dass Innenteil dehnt sich.

Beim Erwärmen eines vorher abgekühlten Bauteils mit Außenpassflächen vergrößert sich das Maß des Bauteils, dies bezeichnet man als Dehnen!

Für Pressverbindungen durch Dehnen werden die größeren Übermaßpassungen genommen. Ein Fügen durch ausschließlich des Längseinpressen ist nicht möglich.
Es wird beim Dehnen nur das Innenteil gekühlt, damit sich dieses im Maß vorm Fügen verkleinert.

Möglichkeiten des Kühlens

Beim Dehnen gibt es zwei Kühlmittel, die zur Auswahl stehen:


Bei den Arbeiten mit solchen Kühlmitteln sind die Unfallverhütungsvorschriften für den Umgang mit diesen Kühlmitteln zu beachten.

Arbeitsregeln

Beim Vorgang des Dehnens mit Kühlmitteln sind folgende Arbeitsregeln z. B. zu beachten:

  • Das Trockeneis oder den flüssigen Stickstoff in dafür vorgesehenen Behältern aufbewahren.
  • Die Behälter sollten die Möglichkeit geben, die Bauteile dort einzutauchen.
  • Die Bauteile sollten mit Zangen angefasst werden.
  • Ein Kontakt mit dem Trockeneis, dem flüssigen Stickstoff oder dem erkaltetem Bauteil kann Verletzungen hervorrufen.


Passungsauswahl

(Beispiele aus dem Tabellenbuch Metall)
H8/u8 = Dies ist eine Übermaßpassung die sich nur durch Schrumpfen oder Dehnen fügen lassen .
H8/x8 = Dies ist eine Übermaßpassung die sich nur durch Schrumpfen oder Dehnen fügen lassen .


Literatur

  1. Fachkunde Metall (53. überarbeitet Auflage), Verlag Europa-Lehrmittel, 1999, ISBN 3-8085-1153-2
  2. Tabellenbuch Metall (45. Auflage), Verlag Europa-Lehrmittel, 2011, ISBN 978-3-8085-1725-3

Quellen

  1. http://www.kroenert.de/
  2. http://www.zae.de/
  3. http://www.metalltechnik-lexikon.de/pressverbindungen/

Links

http://de.wikipedia.org/wiki/Passung




--J. Schmid 20:05, 19. Sep. 2013 (CEST)