7 Presitz nach DIN 7190

Der Preßverband gehört zu den kraftschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen. Der für die Kraftübertragung erforderliche Fugendruck $pF$ in den Reibflächen wird durch Verformung von Welle und Nabe erzeugt. Nach dem Herstellverfahren unterscheidet man Quer- und Längspreßverbände. Querpreßverbände lassen sich erzeugen durch Erwärmen des Außenteils (Nabe). Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur entsteht ein Schrumpfverband.
Beim Unterkühlen des Innenteils (Welle) entsteht beim Erwärmen auf Raumtemperatur ein Dehnverband. Bei der Kombination beider Verfahren spricht man von einem Dehn-Schrumpfverband. Zur Erzeugung eines Längspreßverbandes wird das zylindrische Innenteil bei Raumtemperatur in die Bohrung des Außenteils axial eingepreßt.

Die Berechnung erfolgt nach DIN 7190 für rein elastisch beanspruchte Preßverbände. Darüber hinaus werden Fliehkrafteinfluß und gestufte Geometrie sowie neben der Drehmomentbeanspruchung eine zusätzlich wirkende Radialkraft und ein Biegemoment berücksichtigt.

7.2 Anwendungsbereich der DIN 7190

Die DIN 7190 legt die Berechnungsgrundlagen für Preßverbände mit zylindrischen Wirkflächen fest, deren Teile aus metallischen Werkstoffen bestehen. Diese Norm gilt überwiegend für den Maschinenbau. Sie kann sinngemäß auch in anderen Fachgebieten (z.B. Feinwerktechnik) angewendet werden.

Das Berechnungsverfahren der DIN 7190 gilt für Preßverbände mit gleicher konstanter axialer Länge von Innen- und Außenteil (siehe Bild 1). Näherungsweise kann die Berechnung auch auf Preßverbände nach Bild 2 angewendet werden. Dabei werden allerdings Spannungserhöhungen im Bereich der Nabenkante nicht erfaßt.

7.3 Passungsauswahl / Toleranzen

Zur bequemen Auswahl bzw. Auslegung einer geeigneten Toleranzpaarung ist ein Passungsrechner integriert. Dieser beinhaltet das Toleranzsystem nach DIN ISO 286 mit allen IT-Klassen. In der DIN ISO 286 sind die Abmaße für Durchmesser bis 500 mm definiert. Das gewünschte Toleranzfeld kann für Nabe und Welle jeweils aus einer Listbox ausgewählt werden. Eine individuelle Eingabe der oberen und unteren Abmaße von Nabe und Welle ist ebenfalls möglich. Kleinstes und größtes Übermaß sowie die Passungsart werden für den jeweiligen Nenndurchmesser angezeigt. Für die Passungsauslegung kann der IT-Klassenbereich gewählt werden. Es stehen die folgenden Bereiche zur Auswahl:

Für die Suche einer geeigneten Passung stehen verschiedene Optionen zur Verfügung (siehe Kapitel 7.16.3 „Passungsauswahl/- auslegung“). Auf Basis der vorgegebenen Belastungen werden das Mindestübermaß und das maximal zulässige Übermaß ermittelt. Dieses Werte werden im Bereich „Passungsauslegung“ automatisch in den Feldern „Kleinstes Übermaß“ und „Größtes Übermaß“ angezeigt und dienen somit als Ausgangsbasis für die Auslegung / Suche einer geeigneten Toleranzpaarung. Zusätzlich besteht die Möglichkeit das Toleranzfeld für Nabe oder Welle vorzugeben. Weiterhin kann man die Option „nur Vorzugspassungen anzeigen“ gewählt werden. Nach dem Betätigen des Buttons „Passungen suchen“ werden die möglichen Passungen angezeigt und können aus einer Listbox ausgewählt werden.

7.4 Auslegung

Neben der Möglichkeit Vorschläge für geeignete Passungen zu erhalten, stehen noch weitere Auslegungsfunktionen für den Fugendurchmesser, die Preßsitzlänge, das Drehmoment und die Axialkraft zur Verfügung. In Kapitel 7.16.3 finden Sie ein Beispiel für die Auslegung eines Drehmomentes.

7.5 Fliehkrafteinfluß

Der Einfluß der Fliehkraft auf den Preßverband durch die Eingabe einer entsprechenden Drehzahl wird nach F. G. Kollmann, Braunschweig „Rotierende Preßverbände bei rein elastischer Beanspruchung“ (Konstruktion 33, 1981 H.6, S. 233-239) in der Berechnung berücksichtigt.

7.6 Zusätzliche äußere Belastungen

Neben der Berücksichtigung von Axial- und Umfangskräften können auch eine Radialkraft und ein Biegemoment vorgegeben werden. Die Berechnung erfolgt nach Prof. Gropp „Das Übertragungsverhalten dynamisch belasteter Preßverbindungen ... “ und Prof. Hartmann „Berechnung und Auslegung elastischer Preßverbindungen“. Aus den vorgegebenen Belastungen durch Biegemoment und Radialkraft werden entsprechend den nachfolgenden Gleichungen jeweils zusätzliche Pressungen berechnet.

Bei einer zu kleinen minimalen Fugenpressung kann es an der entlasteten Seite zum Abheben der Nabe, dem sogenannten Fugenklaffen, kommen. Das Fugenklaffen verkleinert die für die Kraftübertragung zur Verfügung stehende Fügefläche und ist daher unbedingt auszuschließen.

einzuhalten. Wird diese Bedingung nicht erfüllt, so erfolgt eine entsprechende Warnung / Meldung.

7.7 Betriebsfaktor

Der Betriebsfaktor wird für die Berechnung des Betriebsdrehmomentes $Tb$ analog zur Zahnradberechnung gemäß DIN 3990 mit der nachfolgenden Tabelle bestimmt.


Anwendungsfaktoren $KA$ nach DIN 3990-1: 1987-12

Arbeitsweise der	Arbeitsweise der getriebenen Maschine

Antriebsmaschine	gleichmäßig	mäßige Stöße	mittlere Stöße	starke Stöße

	(uniform)	(moderate)		(heavy)

gleichmäßig (uniform)	1,0	1,25	1,5	1,75

leichte Stöße	1,1	1,35	1,6	1,85

mäßige Stöße (moderate)	1,25	1,5	1,75	2,0

starke Stöße (heavy)	1,5	1,75	2,0	2,25 oder höher


Beispiele für Antriebsmaschinen mit unterschiedlicher Arbeitsweise
nach DIN 3990-1: 1987-12

Arbeitsweise	Antriebsmaschine

gleichmäßig (uniform)	Elektromotor (z.B. Gleichstrommotor), Dampf bei gleichmäßigem Betrieb¹(geringe, selten auftretende Anfahrmomente)

leichte Stöße	Dampfturbine, Gasturbine, Hydraulik-, Elektromotor (größere, häufig auftretende Anfahrmomente)

mäßige Stöße (moderate)	Mehrzylinder-Verbrennungsmotor

starke Stöße (heavy)	Einzylinder-Verbrennungsmotor

¹ Durch Schwingungen bzw. durch Erfahrungen mit ähnlichen Anlagen belegt.


Beispiele für getriebene Maschinen mit unterschiedlicher Arbeitsweise
nach DIN 3990-1: 1987-12

Arbeitsweise	Getriebene Maschine

gleichmäßig (uniform)	Stromerzeuger; gleichmäßig beschickte Gurtförderer oder Plattenbänder; Förderschnecken; leichte Aufzüge; Verpackungsmaschinen; Vorschubantriebe von Werkzeugmaschinen; Lüfter; leichte Zentrifugen; Kreiselpumpen; Rührer und Mischer für leichte Flüssigkeiten oder Stoffe mit gleichmäßiger Dichte; Scheren; Pressen; Stanzen¹; Drehwerke; Fahrwerke².

mäßige Stöße (moderate)	Ungleichmäßig (z.B. mit Stückgut) beschickte Gurtförderer oder Plattenbänder; Hauptantriebe von Werkzeugmaschinen; schwere Aufzüge; Drehwerke von Kranen; Industrie- und Grubenlüfter; schwere Zentrifugen; Kreiselpumpen; Rührer und Mischer für zähe Flüssigkeiten oder Stoffe mit unregelmäßiger Dichte, Kolbenpumpen mit mehreren Zylindern, Zuteilpumpen; Extruder (allgemein); Kalander; Drehöfen; Walzwerke³ (kontinuierliche Zinkband-, und Aluminiumband- sowie Draht- und Stab-Walzwerke).

mittlere Stöße (heavy)	Extruder für Gummi; Mischer mit unterbrochenem Betrieb für Gummi und Kunststoffe; Kugelmühlen (leicht); Holzbearbeitung (Sägegatter, Drehmaschinen); Blockwalzenwerke³,⁴, Hubwerke; Einzylinder-Kolbenpumpen.

starke Stöße (heavy)	Bagger (Schaufelradantriebe), Eimerkettenantriebe; Siebantriebe; Löffelbagger; Kugelmühlen (schwer); Gummikneter; Brecher (Stein, Erz); Hüttenmaschinen; schwere Zuteilpumpen; Rotary-Bohranlagen; Ziegelpressen; Entrindungstrommeln; Schälmaschinen; Kaltbandwalzwerke³,⁵; Brikettpressen; Kollergänge.

¹ Nennmoment: maximales Schnitt-, Preß-, Stanzmoment
² Nennmoment: maximales Anfahrmoment
³ Nennmoment: maximales Walzmoment
⁴ Drehmoment aus Strombegrenzung
⁵ $KA$ bis 2,0 wegen häufiger Bandrisse

7.8 Reibfaktoren

Richtwerte für Haftbeiwerte / Reibfaktoren von Querpreßverbänden nach DIN 7190 sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Die Werte liegen auf der sicheren Seite und können sowohl für Rutschen in Umfangs- als auch in Längsrichtung angewendet werden.


Haftbeiwerte bei Querpressverbänden in Längs- und Umfangsrichtung beim Rutschen

Werkstoffpaarung, Schmierung, Fügung	Haftbeiwerte $νR,νrl,νu$

Stahl-Stahl-Paarung

Druckölverbände normal gefügt mit Mineralöl	0,12
Druckölverbände mit entfetteten Pressflächen mit Glyzerin gefügt	0,18
Schrumpfverband normal nach Erwärmung des
Außenteils bis zu 300^∘C im Elektroofen	0,14
Schrumpfverband mit entfetteten Pressflächen
nach Erwärmung in Elektroofen bis zu 300^∘C	0,20

Stahl-Gusseisen-Paarung

Druckölverbände normal gefügt mit Mineralöl	0,10
Druckölverbände mit entfetteten Pressflächen	0,16

Stahl-MgAl-Paarung, trocken	0,10 bis 0,25

Stahl-CuZn-Paarung, trocken	0,17 bis 0,25

Haftbeiwerte / Reibfaktoren von Längspreßverbänden gibt die nachfolgende Tabelle gemäß DIN 7190 an. Die Werte gelten für zügige Beanspruchung. Sie sind für Innenteile aus dem Werkstoff X 210 Cr W12 ermittelt und gelten für Stahl. Die Preßverbände sollen nach dem Fügen vor der ersten Belastung etwa 24 Stunden abgelagert werden.


Haftbeiwerte von Längspressverbänden bei zügiger Beanspruchung

Werkstoffe			Haftbeiwerte

alt	neu		trocken		geschmiert

		Nummer	$ν ll$	$ν rl$	$ν ll$	$ν rl$

St 60-2	E 335	1.0060	0,11	0,08	0,08	0,07

GS-60	GE 300	1.0558	0,11	0,08	0,08	0,07

RSt37-2	S 235JRG2	1.0038	0,10	0,09	0,07	0,06

GG-25	EN-GJL-250	0,6025	0,12	0,11	0,06	0,05

GGG-60	EN-GJS-600-3	0,7060	0,10	0,09	0,06	0,05

G-AlSi12 (Cu)	EN AB-44000 ff.		0,07	0,06	0,05	0,04

G-CuPb10Sn	CB495K	2.1176.01	0,07	0,06	-¹	-¹
G-CuSn10Pb10

TiAl6V4	TiAl6V4	3.7165.10	-¹	-¹	0,05	-¹

¹ Haftbeiwerte nicht bekannt

Infolge der Reibvorgänge in der Fuge unterliegen die Haftbeiwerte statistischen Schwankungen. Die in den aufgeführten Tabellen angegebenen Haftbeiwerte stellen deshalb Richtwerte dar. Sie liegen auf der sicheren Seite. Sie können gemäß DIN 7190 durch experimentell bestimmte Werte ersetzt werden.

7.9 Gestufte Geometrie

Bei einer abgesetzten Nabe oder/und Welle (siehe Abbildung 7.3) wirkt bei gleicher Passung am dickwandigeren Abschnitt eine größere Fugenpressung als am dünnwandigeren Abschnitt. Dadurch kommt es in den einzelnen Abschnitten zu völlig verschiedenen Spannungs- und Verformungsverhältnissen. In einem solchen Fall ist die Verbindung mit der Gesamtlänge $LF$ zu segmentieren. D.h. man betrachtet z.B. die Nabe als zusammengesetzt aus getrennten Scheiben unterschiedlichen Durchmessers. Hieraus wird dann ein mittlerer Fugendruck für die Preßverbindung ermittelt. Da sich die Spannungen und Verformungen von Segment zu Segment nicht, wie dabei angenommen, schlagartig ändern können, stellt die Methode der Segmentierung eine Näherung dar. Der Aufwand, die Übergangsbedingungen hierfür zu formulieren oder die Fugenpressung mit Hilfe einer FEM-Berechnung zu ermitteln, ist nur für äußert kritische Fälle vertretbar.

Die Berechnung für die genannte Vorgehensweise erfolgt auf der Basis des von Prof. Hartmann in „Berechnung und Auslegung elastischer Preßverbindungen“ angegebenen Algorithmus. Die Eingabe der gestuften Geometrie erfolgt über den Button „gestuft“, der hinter dem Eingabefeld für den Nabenaußendurchmesser angeordnet ist (ausführlichere Informationen finden Sie dazu im Kapitel 7.16.7 „Gestufte Geometrie“.) Dabei kann eine beliebige Anzahl von Segmenten definiert werden.

Wie die Segmentierung vorzunehmen ist, geht aus der Abbildung hervor. Ein Segment kann immer nur einen konstanten Nabenaußen- und Welleninnendurchmesser enthalten. D.h., wenn eine Wellenbohrung über zwei unterschiedlich große Nabenaußendurchmesser reicht, so müssen zwei Segmente mit unterschiedlichem Nabenaußendurchmesser und jeweils gleichem Welleninnendurchmesser definiert werden. Im Falle einer gestuften Wellenbohrung innerhalb eines konstanten Nabenaußendurchmessers ist ananlog zu verfahren - Definition von zwei Segmenten mit jeweils gleichem Nabenaußendurchmesser jedoch unterschiedlichen Welleninnendurchmessern.

7.10 Setzung / Oberflächenglättung

Infolge von Glättung der Rauheitsspitzen beim Fügen steht im gefügten Zustand nur noch das wirksame Übermaß $U w$ zur Verfügung. Sofern keine experimentellen Werte vorliegen, gilt nach DIN 7190 für Längs- und Querpreßverbände

Dabei ist $s$ die Setzung, die sich aus den gemittelten Rauhtiefen $Rz$ von Außen- und Innenteil ergibt. $Uo$ ist jeweils das mittlere, kleinste oder größte Übermaß.

Sind die Werte der Oberflächenrauhigkeiten für den arithmetischen Mittelwert der Profilkoordinaten $Ra$ (früher arithmetischer Mittenrauhwert $Ra$ ) nach DIN EN ISO 4287 vorgegeben, so können hierfür die in der unten aufgeführten Tabelle nach DIN 7190 ermittelten Mittelwerte der größten Höhendifferenz des Profils $Rz$ (gemittelte Rauhtiefe $Rz$ ) eingesetzt werden. Hierfür kann die Listbox für die Oberflächenqualität auf „ Benutzerdefiniert“ gesetzt werden. Damit wird das nebenstehende Eingabefeld aktiviert und die individuelle Eingabe der Oberflächenrauhigkeit $Rz$ kann erfolgen.


Vergleich der arithmetischen Mittenrauhwerte $Ra$ mit der gemittelten Rauhtiefe $Rz$

$Ra$ in $μm$		Ra0,8	Ra1,6	Ra3,2

$Rz$ in $μm$	von	3,15	6,3	12,5

	bis	10	20	31,5

Gemittelte Rauhtiefe $Rz$ in $μm$		Rz6,3	Rz12,5	Rz2,0

7.11 Durchmesseränderung

Die Berechnung der Durchmesseränderung am Innen- und Außendurchmesser von Welle und Nabe erfolgt nach Niemann „Maschinenelemente“ Band 1 S.789 ff, 3. Auflage 2001. Dabei wird die Durchmesseränderung infolge von Fugendruck und Fliehkraft berücksichtigt. Der Temperatureinfluß auf die Durchmesseränderung wird nur am Außendurchmesser der Welle und am Innendurchmesser der Nabe über das veränderte Übermaß und damit über den Fugendruck berücksichtigt.

7.12 Einstellungen

Unter dem Menüpunkt „Einstellungen“ können die Mindestsicherheiten, das gewünschte Fügespiel, die Temperaturen beim Fügen (Raumtemperatur und Temperatur der Welle) sowie die Reibfaktoren beim Fügen für das Ein- und Auspressen bei einem Längspreßverband für die Berechnung vorgegeben werden. Zusätzlich kann hier auch die gewünschte Anzahl von Nachkommastellen für die Ausgabe der Zahlenwerte im Protokoll eingestellt werden (siehe auch Kapitel 7.16.8 „Einstellungen“).

7.13 Reibungskorrosion

Nach Niemann „Maschinenelemente“ Band 1 S.800, 3. Auflage 2001 wird das Drehmoment auch bei dauernder Schwingbeanspruchung durch rein elastische Verformung, d.h. ohne Schlupf übertragen, wenn das zu übertragende Moment $T$ kleiner als ein Grenzdrehmoment $T E$ ist. Für den Fall „Vollwelle“, scheibenförmige Nabe mit $L ∕D > 0,25 F F$ und Welle und Nabe mit gleichem E-Modul, wird dies erreicht, wenn:

$T⋅Sr$ ist das Rutschmoment. Hieraus ergeben sich Abhilfemaßnahmen gegen Reibkorrosion. So können z.B. der Fugendruck, der Haftbeiwert bezüglich Umfang, der Fugendurchmesser oder die Rutschsicherheit erhöht werden, um Mikrogleiten bzw. Reibkorrosion zu vermeiden. Auch Umlaufbiegung kann zu Reibkorrosion führen. Sind die hier genannten Voraussetzungen für die mögliche Berechnung des Grenzdrehmomentes gegeben, so wird dieses für das mittlere, kleinste und größte Übermaß berechnet und im Protokoll unter dem Punkt „Hinweis“ ausgegeben.

7.14 Montage / Demontage

Querpreßverbände: Dehnverbände werden durch das Unterkühlen des Innenteils, Schrumpfverbände durch das Erwärmen des Außenteils gefügt. Bei großen Übermaßen werden beide Verfahren kombiniert. Die Berechnung der Temperaturen, die das Innenteil unterkühlt bzw. das Außenteil erwärmt werden müssen, geht von der gewählten Mindestpassung aus. Zusätzlich ist für das Fügen ein Fügespiel einzuhalten, so daß ein Haften während des Fügevorgangs vermieden wird. Bei einer Einzelfertigung wird empfohlen, mit einem Fügespiel

zu rechnen. Damit wird das Risiko eines vorzeitigen Haftens der zu fügenden Partner vor beendetem Fügevorgang bei Einzelfertigung abgedeckt. Bei Verwendung von Fügevorrichtungen kann das oben empfohlene Fügespiel unterschritten werden. Das Fügespiel kann unter dem Menüpunkt „Einstellungen“ vorgegeben werden (siehe Kapitel 7.16.8 „Einstellungen“). Dabei stehen zwei Möglichkeiten zur Verfügung. Zum einen kann das Fügespiel wie oben angegeben in Promille des Fügedurchmessers vorgegeben und zum anderen direkt in $μm$ eingegeben werden.

Im Allgemeinen liegen die Raumtemperatur sowie die Fügetemperatur des Innenteils fest. Die erforderliche Fügetemperatur des Außenteils wird wie folgt berechnet:

Die Raumtemperatur sowie die Fügetemperatur der Welle können unter dem Menüpunkt „Einstellungen“ vorgegeben (siehe Kapitel 7.16.8 „Einstellungen“). Die höchste auftretende Fügetemperatur darf die erforderlichen Werkstückeigenschaften der zu fügenden wärmebehandelten Teile nicht überschreiten.

In der nachfolgenden Tabelle nach DIN 7190 sind die für die maximalen Fügetemperaturen abhängig vom Werkstoff des Außenteils und der Wärmebehandlung geltenden Angaben aufgeführt.


Fügetemperaturen

Werkstoff des Außenteils (Nabe)	Fügetemperatur ^∘C maximal

Baustahl niedriger Festigkeit
Stahlguss	350
Gusseisen mit Kugelgraphit

Stahl oder Stahlguss vergütet	300

Stahl randschichtgehärtet	250

Stahl einsatzgehärtet oder hochvergüteter Baustahl	200

Die thermischen Längenausdehnungskoeffizienten sind in der nachfolgenden Tabelle für Innen- und Außenteil angegeben.


Querdehnzahl, Elastizitätsmodul, Längenausdehnungskoeffizient

Werkstoffe	Werkstoff	Quer-	Elastizitätsmodul	Längenausdehnungs-
	Nr.	dehnzahl	$N ∕mm2$	koeffizient $α$
		$ν$	$≈$	$10-6 ∘C$
		$≈$		Erwärmen $≈$ Unterkühlen

MgAl8Zn	3.5812	0,3
AlMgSi	3.2315	0,34	65 000 bis 75 000	23	-18
AlCuMg	3.1325	0,33 bis 0,34

GG-10¹	0.6010		70 000
GG-15¹	0.6015	0,24	80 000	10	-8

GG-20 ¹	0.6020		105 000
GG-25¹	0.6025	0,24 bis 0,26	130 000

GGG-50	0.7050	0,28 bis 0,29	140 000	10	-10

Temperguss		0.25	$>$ 90 000 bis 100 000	10	-8

C-Stähle niedrig legiert		0,3 bis 0,31
Ni-Stähle		0,31	200 000 bis 235 000	11	-8,5

Bronze		0,35		16	-14

Rotguss		0,35 bis 0,36	80 000 bis 85 0000	17	-15

CuZn39Pb3	2.0401	0,37
CuZn37	2.0321	0,36		18	-16

¹ Nicht zugelassen für Anlagetechnik in Hütten- und Walzwerken

Zum Unterkühlen von Dehnverbänden kann entweder flüssiger Stickstoff $(ϑI = - 195,8∘C )$ oder $CO2$ -Trockeneis $(ϑI = - 78,4∘C )$ verwendet werden. Ob das aufwendige Unterkühlen erforderlich ist, muß anhand der maximal zulässigen Temperatur der Nabe entschieden werden.

Unter dem Menüpunkt „Einstellungen“ (siehe Kapitel 7.16.8 „Einstellungen“) kann der Haftbeiwert $νll$ für das Einpressen und für das Auspressen vorgegeben werden. Der Haftbeiwert $νll$ kann aus der Tabelle (siehe Tabelle 7.8) entnommen werden. Der maximale Fugendruck $pmax$ wird hierbei für das Größtübermaß berechnet. Werden die Fügeflächen vor dem Fügen nicht geschmiert, so ergeben sich größere Reibfaktoren und damit größere übertragbare Längs- und Umfangskräfte. Jedoch besteht bei ungeschmierten Fügeflächen, insbesondere im Fall der elastisch-plastischen Auslegung, die Gefahr des Fressens. Daher sollten die Fügeflächen vor dem Fügen leicht einzuölen.

Weiterhin sind folgende Hinweise gemäß DIN 7190 für die konstruktive Gestaltung zu beachten:

Die Werte für die Fasenlänge $l e$ sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Alle Maße sind in mm eingetragen.


Fasenlänge $le$

$DF$			$DF$
über	bis	$le$	über	bis	$le$

50	80	4	400	630	8

80	160	5	630	800	9

160	250	6	800	1000	10

250	400	7	1000	-	10

Bei der Herstellung von Preßverbänden durch Einpressen sind die Fügeflächen mit einer dünnen Ölschicht über die gesamte Fläche hinweg zu versehen. Verkanten der Fügeteile beim Einpressen muß vermieden werden. Der Slip-Stick-Effekt ist durch Ein- bzw. Auspreßgeschwindigkeiten von etwa 50 mm/s und jeweils ausreichende Preßkraftreserven (etwa 2,5fache Lösekraft) vermeidbar. Längspreßverbände sollen erst nach einer Ablagerungszeit von etwa 24 Stunden beansprucht werden, da erst dann die volle Haftkraft erreicht wird (sofort nach dem Pressen nur 70%).

7.15 Anwendungsbeispiele für Preßpassungen

Nachfolgend werden Anhaltspunkte für die Wahl von Preßpassungen nach Toleranz- und Passungskunde von E. und K. Felber gegeben. Es werden Merkmale genannt, wie sie beim Zusammenbau für Paßteile der Rundpassungen in den allgemeinen Fällen zu erwarten sind. Die Eigenart der Passungen wird durch die aufgeführten „Montageregelungen“ gut gekennzeichnet. Die in den „Montageregeln“ festgehaltenen Merkmale entsprechen den Mittelwerten der Passungen. Es werden häufig verwendete Passungen aufgeführt. Fast alle Passungen lassen sich durch niedrige Qualitäten, z.B. H8/f8 in H8/f7 in H6/f6 verfeinern. Die als „normal“ anzusehenden Passungen (z.B. H8/f7) werden im allgemeinen anzuwenden sein. Bei größeren Anforderungen an Genauigkeite und Gleichmäßigkeit der zu paarenden Teile, entsprechend der zu gewährleistenden Funktionen, müssen die feinen Qualitäten gewählt werden (z.B. H6/f6). Es sind daher die nachfolgenden Beispiele, die hauptsächlich dem Maschinen- und Gerätebau entnommen sind, nicht als absolute, vollständige und in jedem Falle gültige Angaben anzusehen.

Merkmal, Montageregel: Die Teile sitzen ineinander fest mit starkem Übermaß. Das Zusammenfügen ist nur unter größerem Druck oder durch Anwendung von Wärme oder Kälte durch Temperaturdifferenz möglich. Sicherung gegen Verdrehung oder Längsverschiebung im allgemeinen nicht nötig.

Beispiele: Auf Wellen festsitzende Zahnräder, Kupplungen, Bundringe, Preßringe, Radkränze, Lagerbuchsen in Gehäusen, Buchsen in Radnaben, festsitzende Zapfen, Buchsen aus Kunstharzpreßstoff; Teile, die auch durch große Kräfte nicht gelöst werden.

7.16 Berechnungsbeispiel: Preßsitz nach DIN 7190

7.16.1 Berechnungsmodul starten

Melden Sie sich auf der Startseite www.eAssistant.de mit Ihrem Benutzernamen und Ihrem Paßwort an. Öffnen Sie das Berechnungsmodul aus dem Listenfenster „Berechnungstyp“ im Project Manager.

7.16.2 Berechnungsbeispiel

Eingabewerte

7.16.3 Durchführung der Berechnung

Geben Sie die Beispieldaten ein. Bereits während Sie die Daten in die Eingabefelder eingeben, werden die Berechnungen automatisch durchgeführt. Dabei kann es vorkommen, daß bei der Eingabe der Daten die Ergebnisse rot markiert werden. Fahren Sie trotzdem mit der kompletten Eingabe Ihrer Daten fort.

Hinweis: Beachten Sie bitte bei der Vorgabe der Toleranzpaarung insbesondere Kapitel 7.16.3 „Passungsauswahl“. Weiterhin ist bei der Definition der Oberflächenqualität der Nabe zu beachten, daß der hier vorgegebene Wert über die benutzerdefinierte Eingabe erfolgen muß. Dazu brauchen Sie nur in der entsprechenden Listbox „Benutzerdefiniert“ auswählen und können dann den gewünschten Wert in das nebenstehende Eingabefeld eintragen.

Hinweis: Einheitenumschaltung

1. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das entsprechende Eingabefeld, in dem Sie die Einheit umschalten möchten.

Ein Kontextmenü öffnet sich. Dort werden Ihnen sämtliche Einheiten angezeigt, die Ihnen zur Verfügung stehen. Die beiden Pfeile kennzeichnen die aktuelle Einstellung.

2. Wählen Sie die gewünschte Einheit aus.

Die Änderung der Maßeinheit sehen Sie sofort in der Bezeichnung des Eingabefeldes. Der aktuelle Feldwert wird dabei in die entsprechende Einheit umgerechnet.

Passungsauswahl/- auslegung

Über den Button „Auswahl“ gelangen Sie zum Passungsrechner. Hier können Sie mögliche Toleranzpaarungen auswählen oder sich entsprechende Passungen vorschlagen lassen.

In dem Passungsrechner finden Sie das Toleranzsystem nach DIN ISO 286 mit allen IT-Klassen. Im oberen Teil können Sie über Listboxen das gewünschte Toleranzfeld für die Nabe und für die Welle einfach auswählen.

Zur gewählten Toleranzpaarung werden jeweils für Welle und Nabe das obere und untere Abmaß angezeigt. Weiterhin erfolgt die Angabe der Passungsart sowie des kleinsten und größten Übermaßes.

Sie können aber auch die Abmaße von Welle und Nabe direkt eingeben. Dazu muß die Option „Eingabe eigener Toleranzen aktivieren“ gewählt werden.

Für die Auslegung einer entsprechenden Passung haben Sie mehrere Möglichkeiten. Diese werden wir im Folgenden erläutern. Anschließend zeigen wir Ihnen direkt an unserem Beispiel, wie Sie mit der Passungsauslegung die richtige Passung finden können.

Passungsauswahl anhand des Berechnungsbeispiels

Auslegung des maximalen Drehmomentes

Aufgrund der Passungsauslegung hat sich bereits eine Sicherheit nahe der vorgegebenen Mindestsicherheit ergeben. Mit Hilfe der Auslegung können aber auch weitere Größen hinsichtlich der Ausnutzung der Mindestsicherheit optimiert bzw. geprüft werden.

So kann z.B. das maximale Drehmoment unter Ausnutzung der vorgegebenen Mindestsicherheit für Rutschen $(S=1.2) R$ bestimmt werden. Die Vorgabe der Mindestsicherheit erfolgt über den Menüpunkt „Einstellungen“ (siehe Kapitel 7.16.8 „Einstellungen“).

Klicken Sie auf den Auslegungsbutton (Taschenrechner) neben dem Eingabefeld für das Drehmoment.

In diesem Fall beträgt das maximale Nenndrehmoment 83.60 Nm. Wenn Sie jetzt einen höheren Wert als 83.60 Nm eingeben, so wird die Sicherheit gegen Rutschen unterschritten.

Das Ergebnisfeld wird rot markiert. Sie erhalten auch entsprechende Hinweise im Meldungsfenster.

Klicken Sie jetzt wieder auf den Auslegungsbutton (Taschenrechner), dann wird wieder das maximal mögliche Nenndrehmoment ermittelt (83.60 Nm) und die vorgegebene Mindestsicherheit von 1.2 wird erfüllt. Die Angabe der Ergebnisse erfolgt jeweils für das mittlere, kleinste und größte Übermaß der Presspassung. Wird eine der vorgegebenen Sicherheiten unterschritten, so wird diese rot markiert.

Button „Vorwärts“ und „Zurück“

Werkstoffdatenbank

Wählen Sie die Werkstoffe und die Oberflächenrauhigkeiten aus der Werkstoffdatenbank aus. Über „Benutzerdefiniert“ können Sie Ihre individuellen Werkstoffe eintragen.

Über den Button „Werkstoff“ erhalten Sie weitere Informationen zu dem jeweiligen Werkstoff bzw. die Eingabemöglichkeit für einen benutzerdefinierten Werkstoff. Das gilt für die Welle und auch für die Nabe.

Meldungsfenster

Das Berechnungsmodul enthält ein Meldungsfenster. Hier erhalten Sie alle Informationen, Warnungen und Hinweise, zum Beispiel, ob die jeweilige Feder für Ihren Anwendungsfall geeignet ist.

Alle Informationen, die Ihnen hier in dem Meldungsfenster angezeigt werden, finden Sie auch im Berechnungsprotokoll.

Hinweis: Bewegen Sie den Mauszeiger über ein Eingabefeld oder über einen Button, so erhalten Sie zusätzliche Informationen, die Ihnen in der Kurzhilfe angezeigt werden.

7.16.4 Ergebnisse

Die Angabe der Ergebnisse erfolgt jeweils für das mittlere, kleinste und größte Übermaß der Presspassung. Wird eine der vorgegebenen Sicherheiten unterschritten, so wird diese rot markiert. Die Ergebnisse werden Ihnen bereits während der Eingabe übersichtlich angezeigt. Das heißt, es wird nach jeder abgeschlossenen Eingabe sofort neu durchgerechnet.

7.16.5 Dokumentation: Protokoll

Das Protokoll enthält ein Inhaltsverzeichnis. Hierüber lassen sich die gewünschten Ergebnisse schnell aufrufen. Es werden Ihnen alle Eingaben sowie Ergebnisse aufgeführt. Das Protokoll steht Ihnen im HTML- und im PDF-Format zur Verfügung. Sie können das erzeugte Protokoll zum Beispiel im HTML-Format abspeichern, um es später in einem Web-Browser wieder oder im Word für Windows zu öffnen.

7.16.6 Berechnung speichern

Nach der Durchführung Ihrer Berechnung können Sie diese speichern. Sie haben dabei die Möglichkeit, entweder auf dem eAsisstant-Server oder lokal auf Ihrem Rechner zu speichern. Klicken Sie auf den Button „Speichern“ in der obersten Zeile des Berechnungsmoduls.

Haben Sie die Option „lokal“ im Project Manager und im Berechnungsmodul aktiviert, so so öffnet sich der Windows-Dialog zum Speichern der Berechnung auf Ihrem Rechner.

Hinweis: Um die Option „Lokales Speichern“ zu aktivieren, darf kein Berechnungsmodul geöffnet sein.

Haben Sie diese Option nicht aktiviert, so öffnet sich ein neues Fenster und Sie können Ihre Berechnung auf dem eAssistant-Server speichern.

Geben Sie unter „Dateiname“ den Namen Ihrer Berechnung ein und klicken Sie auf den Button „Speichern“. Klicken Sie anschließend im Project Manager auf den Button „Aktualisieren“, Ihre gespeicherte Berechnung wird in dem Listenfenster „Dateien“ angezeigt.

7.16.7 Gestufte Geometrie

Hier können Sie die Geometrie für eine Nabe mit variierendem Außendurchmesser und eine variierende Wellenbohrung definieren.

Klicken Sie auf den Button „gestuft“ neben der Eingabe für den Außendurchmesser Nabe.

Hier können Sie die einzelnen Segmente definieren. Geben Sie zum Beispiel eine Anzahl der Segmente vor, die Segmentlänge, Nabenaußen- sowie Welleninnendurchmesser.

Die Eingaben werden übernommen. Der „Diagramm-Button“ wird „aktiviert“.

Das Diagramm öffnet sich. Es zeigt den Verlauf der Fugenpressung entlang der Preßsitzlänge.

In dem Diagramm können Sie die aktuellen Werte mit dem Mauszeiger abfragen und anzeigen lassen. Es werden jeweils die Werte für die kleinste (pK), mittlere (p) und größte (pG) Fugenpressung aufgrund des kleinsten, mittleren und größten Übermaßes dargestellt.

7.16.8 Einstellungen

Über den Button „Einstellungen“ können die Mindestsicherheiten, das gewünschte Fügespiel, die Temperaturen beim Fügen (Raumtemperatur und Temperatur der Welle) sowie die Reibfaktoren beim Fügen für das Ein- und Auspressen bei einem Längspreßverband für die Berechnung vorgegeben werden. Zusätzlich kann hier auch die gewünschte Anzahl von Nachkommastellen für die Ausgabe der Zahlenwerte im Protokoll eingestellt werden. Klicken Sie auf den Button „Einstellungen“.

Für weitere Fragen, Informationen oder auch Anregungen stehen wir Ihnen jederzeit gern zur Verfügung. Sie erreichen unser Support-Team über die eMail eAssistant@gwj.de oder unter der Telefon-Nr. +49 (0) 531 3804 420.

Kapitel 7
Preßsitz nach DIN 7190

7.1 Allgemeines

7.2 Anwendungsbereich der DIN 7190

7.3 Passungsauswahl / Toleranzen

7.4 Auslegung

7.5 Fliehkrafteinfluß

7.6 Zusätzliche äußere Belastungen

7.7 Betriebsfaktor

7.8 Reibfaktoren

7.9 Gestufte Geometrie

7.10 Setzung / Oberflächenglättung

7.11 Durchmesseränderung

7.12 Einstellungen

7.13 Reibungskorrosion

7.14 Montage / Demontage

7.15 Anwendungsbeispiele für Preßpassungen

7.16 Berechnungsbeispiel: Preßsitz nach DIN 7190

7.16.1 Berechnungsmodul starten

7.16.2 Berechnungsbeispiel

Eingabewerte

7.16.3 Durchführung der Berechnung

Hinweis: Einheitenumschaltung

Passungsauswahl/- auslegung

Passungsauswahl anhand des Berechnungsbeispiels

Auslegung des maximalen Drehmomentes

Button „Vorwärts“ und „Zurück“

Werkstoffdatenbank

Meldungsfenster

7.16.4 Ergebnisse

7.16.5 Dokumentation: Protokoll

7.16.6 Berechnung speichern

7.16.7 Gestufte Geometrie

7.16.8 Einstellungen

Kapitel 7Preßsitz nach DIN 7190

7.1 Allgemeines

7.2 Anwendungsbereich der DIN 7190

7.3 Passungsauswahl / Toleranzen

7.4 Auslegung

7.5 Fliehkrafteinfluß

7.6 Zusätzliche äußere Belastungen

7.7 Betriebsfaktor

7.8 Reibfaktoren

7.9 Gestufte Geometrie

7.10 Setzung / Oberflächenglättung

7.11 Durchmesseränderung

7.12 Einstellungen

7.13 Reibungskorrosion

7.14 Montage / Demontage

7.15 Anwendungsbeispiele für Preßpassungen

7.16 Berechnungsbeispiel: Preßsitz nach DIN 7190

7.16.1 Berechnungsmodul starten

7.16.2 Berechnungsbeispiel

Eingabewerte

7.16.3 Durchführung der Berechnung

Hinweis: Einheitenumschaltung

Passungsauswahl/- auslegung

Passungsauswahl anhand des Berechnungsbeispiels

Auslegung des maximalen Drehmomentes

Button „Vorwärts“ und „Zurück“

Werkstoffdatenbank

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7.16.4 Ergebnisse

7.16.5 Dokumentation: Protokoll

7.16.6 Berechnung speichern

7.16.7 Gestufte Geometrie

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