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== Verwendung ==
Unter einem '''Bolzen''' versteht man ein [[Maschinenelemente|Maschinenelement]] zur gelenkigen Verbindung von Werkstücken. In der Verbindung wird der Bolzen nicht nur auf [[Zugversuch|Zug]], sondern überwiegend auf Scherung belastet. Bolzen können verschraubt oder durch Sicherungsstifte in der Verbindung gehalten werden. Hochwertige Bolzenverbindungen mit großem Durchmesser werden über einen Achshalter gesichert, die zugehörige [[Passungen|Passung]] ist meist eine [[Passungen#Spielpassung|Spielpassung]]. Bolzenverbindungen werden nach dem Passungssystem Einheitsbohrung gefertigt.
'''Stiftverbindungen''' werden hergestellt, indem in eine durch alle zu verbindenden Teile gehende Aufnahmebohrung ein Stift mit Übermaß eingedrückt wird. Die entstehende Verbindung ist form- und [[kraftschlüssig]]. Stifte dienen zur Sicherung der Lage von Bauteilen. Neben der Lagesicherung von zwei Teilen, dienen Stiftverbindungen zur Kraftbegrenzung (Scherstift), zur Sicherung von Schrauben (Steckstift) oder zur gelenkigen Verbindung und Lagerung von Scheiben oder Rollen (Gelenkstift).
Zu den '''Sicherungselemente'''n zählen Sicherungsringe, Splinte, Achshalter u.a. derartige Elemente. Diese dienen zur Sicherung von Maschinenteilen gegen axiales Verschieben. Sicherungsringe nach DIN 471 für Wellen und [[DIN]] 472 für Bohrungen werden in Ringnuten (übliche [[Toleranzen|Toleranz]] H13, H11) eingesetzt. Durch die besondere Form der aus Federstahl bestehenden Ringe wird erreicht, dass diese sich beim Einbau rund verformen und mit gleichmäßiger radialer Vorspannung in der Ringnut sitzen. Aufgrund der hohen Kerbwirkung der Nuten sollen Sicherungsringe möglichst nur an den Enden von Bolzen, Achsen oder Wellen angeordnet werden. Durch funktionsgerechte Verwendung der Sicherungsringe lässt sich oftmals eine konstruktive Vereinfachung erzielen und somit Kosten einsparen. Sicherungsringe werden üblicherweise nach Firmenangaben (z.B.[http://www.seeger-orbis.de/de Seeger-Orbis-GmbH]) gegen Umstülpen durch Axialkraft und Ablösen durch Fliehkraft berechnet.
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=== Bolzen ===
{| {{tabelle}}
| Mit und ohne Kopf siehe [[DIN]] EN 22340 (Tab.B. S. 238) || [[Bild:Bolzen.gif|right]]
|-
| Mit und ohne Splintloch [[DIN]] EN 22341Einsatzgebiet 22341 Einsatzgebiet ist hier als Gelenkbolzen für z.B. Stangenverbindungen || [[Bild:Bolzen_mit_Kopf.gif|right]]
|-
| Bolzen mit Kopf und Gewindezapfen [[DIN]] 1445: diese werden vorwiegend als festsitzende Lager- und Achsbolzen, z.B. für Seil- und Laufrollen verwendet . || [[Bild:Bolzen_mit_Kopf_und_Gewindezapfen.jpg|center]]
|}
{| {{Tabelle}}
werden unterteilt in...
* Zylinderstifte [[DIN]] EN ISO 2338 (Tab.B.S237S 237)[[Bild:Zylinderstift.gif]].
kommen zur Verbindung und zum Fixieren von Teilen an Vorrichtungen oder Werkzeugen in Frage. Sie haben außerdem das gleiche Einsatzgebiet wie Kegelstifte, sind allerdings schwerere lösbar als diese und sehr kostspielig.
* Kegelstifte [[DIN]] EN 22339[[Bild:Kegelstift.gif]]
Stellringe sollen das axiale Spiel von Wellen, Achsen und Bolzen begrenzen oder lose auf diesen sitzende Teile seitlich führen. Die Stellringe werden durch Gewindestifte befestigt. Um mögliche Unfallgefahren zu vermeiden , dürfen Stellringe nicht überstehen.
Achshalter sind Maschinenelemente [[Maschinenelement]]e zur Sicherung von Bolzenverbindungen gegen unbeabsichtigtes Lösen des Bolzens. Der Achshalter besteht aus einem mit zwei Befestigungsschrauben verschraubten rechteckigen Blechstreifen, der in eine in den Bolzen eingestochene Nut eingreift. Soll der Bolzen auch gegen Verdrehen gesichert werden, so wird diese Nut gefräst. Achshalter werden eingesetzt an Bolzenverbindungen mit einem Durchmesser von mehr als 18 mm, sie sind in sechs Stufen bis zu einem Bolzendurchmesser von 250 mm genormt.
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== [[Dimensionierung]] ==
Für die Bolzen wählt man überwiegend einen härteren Werkstoff als für die übrigen Bauteile, um Fressgefahr und übermäßigen Verschleiß zu vermeiden. Normbolzen werden aus [[Automatenstahl]] ([[Härte]] 125 bis 245 HV) hergestellt. Bolzen für höherwertige Belastungen stellt man aus entsprechendem Einsatz- und Vergütungsstahl her. Hierbei empfiehlt es sich, die Oberflächen, zu härten und zu schleifen.
Bolzen werden in der Regel auf Biegung, Schub und Flächenpressung beansprucht. Im Normalfall sind die Biegung und die Flächenpressung für die Auslegung einer Verbindung ausschlaggebend.
hier Hier kannst du dir Formeln zur Du Dir [[Bolzen-%2C_Stiftverbindungen_und_Sicherungselemente#Bolzen_2|Formeln zur Berechnung]] ansehen Stiftverbindungen werden hergestellt, indem in eine durch alle zu verbindenden Teile gehende Aufnahmebohrung ein Stift mit Übermaß eingedrückt wird. Die entstehende Verbindung ist form- und [[kraftschlüssig]].
Stiftverbindungen werden hergestellt, indem in eine durch alle zu verbindenden Teile gehende Aufnahmebohrung ein Stift mit Übermaß eingedrückt wird. Die entstehende Verbindung ist form- und kraftschlüssig. Stifte dienen :* zur Sicherung der Lage, von Bauteilen (Passstifte), * zur scherfesten Verbindung von Maschinenteilen (Verbindungsstifte), * zur Sicherung von Bolzen und Muttern (Sicherungsstifte) und * zur Wegbegrenzung von Maschinenteilen (Anschlagstifte).Wie auch bei der Herstellung von Bolzen, werden Stifte in der Regel aus ungehärtetem [[Stahl ]] gefertigt. Um ein Fressen der Stifte zu verhindern, muss ihre [[Festigkeit]] größer sein, als die der übrigen Bauteile. Bei ge[[härte]]tem [[Stahl ]] oder Guss ist stets ein Stiftwerkstoff mit hoher [[Festigkeit ]] zu verwenden.
Stiftverbindungen, die hauptsächlich zur Zentrierung und Lagesicherung von Bauteilen dienen und nur geringe Kräfte aufnehmen, werden in der Regel nicht berechnet. Der Durchmesser der Stifte wird erfahrungsgemäß in Abhängigkeit von der Größe der zu verbindenden Teile gewählt.
*Flächenpressung zwischen Stift und Bohrung (Lochleibung) und/oder
*Biegespannung im Stift.
hier Hier kannst du dir Formeln zur Du Dir [[Bolzen-%2C_Stiftverbindungen_und_Sicherungselemente#Stiftverbindungen|Formeln zur Berechnung]] ansehen Da sich das Materialgefüge von Splinten beim Sichern und Entsichern verändert, dürfen Standardsplinte nach ISO 1234 aus Sicherheitsgründen nach einer Demontage und Montage nicht wieder verwendet und müssen durch neue Teile ersetzt werden.
Da sich das Materialgefüge von Splinten beim Sichern und Entsichern verändert, dürfen Standardsplinte nach ISO 1234 aus Sicherheitsgründen nach einer Demontage und Montage nicht wieder verwendet und müssen durch neue Teile ersetzt werden. Durchmesser von Splint und zugehöriger Bohrung ("Splintloch") müssen aufeinander abgestimmt sein. Sie bilden gemeinsam eine [[Passungen#Spielpassung|Spielpassung]]. Der Splint muss leicht durchsteckbar sein, darf aber radial und axial nur wenig Spiel haben. Die Schenkel werden nach dem Durchstecken gegeneinander aufgebogen (gespreizt). Sie dürfen durch Abschneiden gekürzt werden. Keinesfalls ist aber die Verwendung zu kurzer Splinte gestattet. Deshalb sollte die Länge ungefähr das Doppelte der Bohrungslänge betragen.
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|}
'''d'''= Durchmesser
'''K<sub>A</sub>'''= Anwendungsfaktor zur Berücksichtigung stoßartiger Belastung
Abhängig von der Mindestzugfestigkeit Rm Mindest[[zugfestigkeit]] R<sub>m</sub> = K<sub>t</sub>*R<sub>mN</sub> gilt erfahrungsgemäß: 0,3*R<sub>m</sub> bei ruhender, 0,2*R<sub>m</sub> bei schwellender und 0,15*R<sub>m</sub> bei wechselnder Belastung
'''k'''= Einspannfaktor, abhängig vom Einbaufall (Klammerwerte bei Gleitverbindungen)
k= 1,6 (1,9) für Einbaufall 1 (Bolzen lose in Stange und Gabel)
k= 1,1 (1,4) für Einbaufall 2 (Bolzen mit [[Übermaßpassung]] in der Gabel)
k= 1,1 (1,2) für Einbaufall 3 (Bolzen mit [[Übermaßpassung]] in der Stange)
'''F'''= aus maßgebender Einwirkungskombination ermittelte Stabkraft
'''t<sub>m</sub>'''= Dicke der Mittelachse
'''t<sub>A</sub>'''= Dicke der äußeren Laschen
'''s=''' Spiel zwischen Mittel- und Außenlasche
'''S<sub>M</sub>'''= Teilsicherheitsbeiwert 1,1 (DIN 18800-1)
'''R<sub>e</sub>'''= [[Streckgrenze]] des Bauteilwerkstoffes unter Berücksichtigung der Erzeugnisdicke
'''M<sub>b max</sub>'''= Größtes Biegemoment
{| {{Tabelle}}
'''d''' = Stiftdurchmesser;
Erfahrungsgemäß wird für den Entwurf gewählt: d= (0,2-0,3)*<b>·</b> d<sub>w</sub>
'''s''' = Dicke der Nabenwand;Erfahrungsgemäß wird für den Entwurf gewählt: s= (0,25...0,5)* <b>·</b> d<sub>w</sub> für [[St]]- und GS-Naben, s= 0,75 * <b>·</b> d<sub>w</sub> für GG-Naben
'''d<sub>w</sub>''' = Wellendurchmesser
'''p<sub>zul</sub>''' = zulässige mittlere Flächenpressung wie zu Gl. (9.4), für Kerbstifte gelten 0,7 -fache Werte
'''τ <sub>zul</sub>''' = zulässige Schubspannung wie zu Gl. (9.3), für Kerbstifte gelten 0,8 -fache Werte
===== Steckstift-Verbindungen =====
|}
'''M<sub>bnenn</sub>'''= Nennbiegemoment
'''K<sub>A</sub>''' = Anwendungsfaktor zur Berücksichtigung stoßartiger Belastung
== Übungsaufgabe ==
Ein Zahnkranz mit z = 52 Zähnen, [[Modul ]] m = 6 mm, ist mit einem Kranlaufrad (Ø 315 mm ) drehfest zu verbinden. Zahnkranzbohrung und Laufradzapfen werden mit einem Fügedurchmesser von 210 mm und der [[Passungen#Übergangspassung |Übergangspassung]] H7/m6 ausgeführt. Nach dem Aufpressen des Zahnkranzes auf das Laufrad wird die Verbindung durch zwei um 180 Grad versetzte Zylinderstifte DIN ISO 2338 – 16 m6 x 35 – St als '''Längsstifte ''' gegen Verdrehen gesichert. Zahnkranz und Laufrad sind aus GS- 52.
Es ist zu prüfen, ob die beiden Längsstifte ein von den Zahnkräften verursachtes, mit mittleren Stößen schwelend auftretendes [[Drehmoment ]] T = 1060 Nm übertragen können. Evtl. vorhandener Reibschluß durch die [[Passungen#Übergangspassung |Übergangspassung]] wird sicherheitshalber nicht berücksichtigt.
[[Bild:Bild Übungsaufgabe.GIF]]
hier Hier findest du Du den Rechengang und die [[Bolzen-%2C_Stiftverbindungen_und_Sicherungselemente:_L%C3%B6sungen#.C3.9Cbungsaufgabe|Lösung]]
