Sicherungselemente: Unterschied zwischen den Versionen

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(→‎Sicherungsringe (Halteringe))
 
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='''Sicherungselemente'''=
 
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== Allgemeines ==
 
== Allgemeines ==
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==Was sind Sicherungselemente?==
 
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Sicherungselemente sind übliche Maschinenelemete die in jeder Konstruktion zu finden sind, sie
 
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sichern meinst durch Formschluss und begrenzen als Führungselemente andere Maschinenteile gegen das axiale Spiel.
 
  
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komplizierter sind die die als Verschlüsse ihr Aufgaben haben
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In der Verbindungstechnik hat sich seit der Erfindung der Schraube diese als unersetzliches Konstruktionselement behauptet. Nach wie vor sind [[Schraubenverbindungen]] eine der wichtigsten lösbaren Verbindungen. Dabei haben die Einsatzmöglichkeiten stets zugenommen. Nicht immer genügt  eine einfache Schraube um die Sicherheit der Verbindung zu garantieren. Dann kommen Sicherungselemente zum Einsatz. Dieser Artikel soll einen kleinen Einblick in die Welt der Sicherungselemente geben. Da es so viele unterschiedliche Variationen von Sicherungsringen, -scheiben usw. gibt, sehe ich davon ab auf jeden einzeln einzugehen sondern gebe jediglich einen Überblick über die meist angewendeten. Sicherungselemente sind übliche [[Maschinenelemente]], die in jeder [[Allgemeine und konstruktive Grundlagen|Konstruktion]] zu finden sind, sie sichern meist durch Formschluss und begrenzen als Führungselemente andere Maschinenteile gegen das axiale Spiel.<br />
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unscheinbar doch unverzichtbar
 
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Oft unterschätzt, aber fast überall im Einsatz.
 
  
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<span style="color: green">Sicherungselemente sind unscheinbar doch unverzichtbar, oft unterschätzt aber fast überall im Einsatz.</span>
  
 
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Übersicht einiger Sicherungselemente
 
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=== Sicherungsringe  (Halteringe)===
 
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[[Bild:Sicherungsring_mit_Werkzeug.gif|thumb|Abb.1 Sicherungsring mit Werkzeug]]
 
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Sicherungsringe gibt es für Wellen und für Bohrungen
 
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==Übersicht ausgewählter Sicherungselemente ==
  
 
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| Sicherungsringe für [[Welle]]n
 
| [[Bild:Sicherungsring Welle.jpg]]
 
| [[Bild:Sicherungsring Welle.jpg]]
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| DIN 471
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| halten Bauteile z.B. Wälzlager in vorgegebener<br />Position, haben keine Sicherungswirkung
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| Sicherungsringe für Bohrungen
 
| [[Bild:Sicherungsring Bohrung.jpg]]
 
| [[Bild:Sicherungsring Bohrung.jpg]]
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| DIN 472
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| halten Bauteile z.B. Wälzlager in vorgegebener<br />Position, haben keine Sicherungswirkung
 
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! style="background: #FFDDDD;"|Bezeichnung
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| Sicherungsscheiben
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| DIN 471
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| [[Bild:Sicherungsscheibe2.jpg]]
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| DIN 472
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| DIN 6799
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| sichern von kleinen Bolzen <br />z.B. Plattenspielern
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| Federstecker
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| [[Bild:Cat federstecker.jpg]]
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| DIN 11024
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| häufig zu lösenden Bolzenverbindungen <br />z.B. bei Kranen und Baumaschinen
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| Splinte
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| [[Bild:Sicherungselement 2.jpg]]
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| DIN EN ISO 1234
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| lose und gelenkartige Bolzenverbindungen
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| Kronenmutter
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| [[Bild:Kronenmutter.jpg]]
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| DIN 935-1
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| sichern mit einem Splint <br />z.B.Lenkungsbereich von Fahrzeugen
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| Stellring
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| [[Bild:Loesch-schrauben-gmbh.jpg]]
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| DIN 705
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| begrenzen das axiale Spiel von Wellen, Achsen und Bolzen<br />Führen lose sitzende Teile wie z.B. Scheiben auf Wellen
 
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* befestigen Bauteile auf einer Welle oder in Bohrungen
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* erzielen konstruktive Vereinfachungen
 
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* effizienter und kostengünstiger als herkömmliche Befestigungsmittel
 
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* durch besondere Form die aus Federstahl bestehen, bleiben sie beim Einbau rund und setzen sich in der Nut gleichmäßig fest ein
 
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* möglichst nur am Wellen oder Bohrungsende anordnen weil hohe Kerbwirkung auftritt
 
−
* verhindern axiale Verschiebungen von  Buchsen, Wälzlagern, Rädern u.a. auf Achsen, Wellen, Bolzen und in Bohrungen
 
  
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== Sicherungsringe  (Halteringe)==
  
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[[Bild:Bildblatt_Sicherungsringe.gif|thumb|left|700px|Sicherungsringe]]
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[[Bild:Sicherungsring_mit_Werkzeug.gif|thumb|Sicherungsring mit Spezialzange für eine Bohrung (Quelle: www.loebke-federn.de) ]]
  
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Kurzzeichen
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Sicherungsringe befestigen Bauteile, z.B. [[Wälzlager]] 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 Zapfen|Achsen, Wellen]] und Bohrungen gegen axiale Verschiebungen zu sichern.<br />
 +
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.<br />
 +
Sicherungsringe müssen gratfrei sein und werden im Regelfall mit einem [[Korrosion|Korrosionsschutz]] geliefert. Dadurch, dass zwischen Nut und Sicherungsring eine hohe [[Kerbwirkung]] auftritt, wird empfohlen, Sicherungsringe möglichst nur am Ende von Wellen und Bohrungen anzuordnen.
 +
 
 +
Sicherungsringe werden aus weniger Material hergestellt als herkömmliche Verbindungselemente , wie z.B. Schrauben, Muttern und Gewindebolzen.
 +
Um die Funktion eines Sicherungsringes zu erhalten ist nur eine einfache Nut erforderlich , in die sich der Sicherungsring hineinsetzen kann. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung, d.h. das Sicherungsringe einfach montiert bzw. demontiert werden können.
  
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d1 = Bolzendurchmesser<br />
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[[Bild:Sich1.jpg|500px|thumb|left|(Quelle: Roloff/Matek) ]]<br />
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d2 = Innendurchmesser des Federringes<br />
 
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d3 = Durchmesser des Welleneinstiches<br />
 
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d4 = Drahtduchmesser<br />
 
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d5 = Aussendurchmesser des Federringes<br />
 
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d6 = Durchmesser des Bohrungseinstiches<br />
 
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r  = d4/2 = Radius der Einstiche
 
  
  
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=== Federstecker ===
 
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[[Bild:Federstecker.jpg|thumb|right|Abb.3 Federstecker als Bolzensicherungselemente]]
 
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* Anwendung bei häufig zu lösenden Bolzenverbindungen( Baumaschinen, Krane…)
 
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* Unverlierbar verbunden mit dem zu sichernden Bauteil z. B. durch Kette
 
  
  
  
  
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[[Bild:Federstecker im Einsatz1.jpg|thumb|left|Abb.4 xxx]]
 
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[[Bild:Federstecker im Einsatz.jpg|thumb|left|Abb.5 xxx]]
 
  
  
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Einbau von Sicherungsringen auf Wellen und in Bohrungen
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[[Bild:Bildblatt_Sicherungsringe.gif|thumb|left|700px|Einbau von Sicherungsringen auf Wellen und in Bohrungen]]<br />
  
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Kurzzeichen
  
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d<sub>1</sub> = Bolzendurchmesser<br />
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d<sub>2</sub> = Innendurchmesser des Federringes<br />
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d<sub>3</sub> = Durchmesser des Welleneinstiches<br />
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d<sub>4</sub> = Drahtduchmesser<br />
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d<sub>5</sub> = Aussendurchmesser des Federringes<br />
 +
d<sub>6</sub> = Durchmesser des Bohrungseinstiches<br />
 +
r  = d4/2 = Radius der Einstiche
  
  
  
  
 +
[[Bild:App5.jpg|thumb|Sicherungsringe werden oft benutzt um Ritzel zu sichern  (Quelle:http://www.rotoclip.com)]]
  
  
 +
== Federstecker und Splinte ==
 +
=== Federstecker ===
 +
[[Bild:Federstecker.jpg|thumb|left| Federstecker als Bolzensicherungselemente ]]
  
  
  
 +
Federstecker gehören mit zu den einfachen und schnellen Sicherungselementen. Sie werden hauptsächlich bei häufig zu lösenden [[Bolzen- und Stiftverbindungen|Bolzenverbindungen]] eingesetzt ( z. B. Baumaschinen, Krane...). Dabei werden die Federstecker oft unverlierbar mit dem zu sichernden 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. <br />
 +
<br /><span style="color: red">''' ACHTUNG : Federstecker sind nicht zum Übertragen von Kräften geeignet!'''</span>
  
  
 +
[[Bild:Sich42.jpg|thumb|Federstecker, eingebaut (Quelle: Roloff/Matek)]]
  
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{| {{Tabelle
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}}
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Anwendungsbeispiel (Bungee Trampolin Anlage)
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! [[Bild:Federstecker im Einsatz1.jpg]]
 +
! [[Bild:Federstecker im Einsatz.jpg]]
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|-
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| Verbindung Stützstrebe <br />und Beinrohr mit <br />Steckbolzen und Federstecker
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|        Mastkopf
 +
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|
 +
| (Quelle: http://www.jumpandfun.de)
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|}
  
 
=== Splinte ===
 
=== Splinte ===
−
[[Bild:Sicherungselement 2.jpg|thumb|left|Abb.2 Splint]]
 
−
* einfache und billige Sicherung
 
−
* Anwendung bei losen, gelenkartigen Bolzenverbindungen sowie Schraubenverbindungen
 
−
* Herstellung überwiegend aus weichem Baustahl, selten Kupfer, Kupfer-Zink,Al-Legierungen
 
−
* bei wichtigen Verwendungen z. B. im Kfz-Bereich nur einmalgebrauch
 
  
−
[[Bild:Skizze_Splint.jpg]]
+
Splinte sind ein einfaches und kostengünstiges Sicherungselement. <br />Sie finden ihren Einsatz bei losen Bolzenverbindungen bzw. bei gelenkartigen Bolzenverbindungen sowie Schraubenverbindungen.<br /> Splinte werden überwiegend aus weichem [[Stahl|Baustahl]] hergestellt, seltener aus Kupfer oder Kupfer-Zink-, Al-Legierungen.<br />
 +
Splinte werden in der Regel im Kfz-Bereich aufgrund der Sicherheit und ihrer Flexibilität nur einmal eingebaut.<br />
 +
Eine [[Schraubenverbindungen|Schraubenverbindung]] mit Splint ist z. B. die Kronenmutter mit Splint. 
 +
 
  
  
 +
[[Bild:Sich41.jpg|thumb|(Quelle: Roloff/Matek)]]<br />
  
  
 +
==Stellringe==
 +
Stellringe begrenzen das axiale Spiel von Wellen, Achsen, Bolzen. Sie haben die Aufgabe 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.
  
 +
[[Bild:Sich3.jpg|thumb|left|500px|(Quelle: Roloff/Matek)]]<br />
  
  
 +
[[Bild:Stellringe aus Kunststoff.jpg|thumb|right| Stellringe aus Kunststoff ]]<br />
  
 +
[[Bild:Fahrwerk für kettenzug-demargcranes.jpg|200px|thumb|right| Fahrwerk für Kettenzug mit Stellring (Quelle: http://www.demagcranes.de) ]]
  
  
  
 +
== Sicherungsscheiben==
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Sicherungsscheiben sind Scheiben zum axialen Halten von Bauteilen auf [[Welle]]n. <br />
 +
Sie werden auch  Haltescheiben genannt. Ihre Anwendungsbereiche liegen im Apparatebau <br />und bei Büromaschinen. Hier dienen sie als Haltescheiben auf kleinen Wellendurchmessern.
  
 +
Anwendungsbereiche
 +
*[http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrotechnik Elektrotechnik]
 +
*Büromaschinen
 +
*[http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrzeugbau Fahrzeugbau]
 +
*Optik- und Elektroindustrie
 +
*Feinmechanik
 +
 +
 +
Sicherungsscheiben in Anwendungsbeispielen:  (Quelle:http://www.rotoclip.com)
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{| {{Tabelle
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}}
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!
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|-
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| [[Bild:Apprg.gif]]
 +
| [[Bild:App2.jpg]]
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|-
 +
|  Greifring sichert Bauteile an einem Sicherheitstor
 +
|  Eine Sicherungsscheibe hält <br />die Messer dieses Papierschredders <br />auf der Welle<br />
 +
|}
 +
 +
[[Bild:Titelfoto.jpg|thumb|left|Produktauswahl einiger Sicherungsbleche, -scheiben und -ringe
 +
(Quelle:http://www.gego.de)
 +
]]
 
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−
===Stellringe===
+
==Kronenmuttern==
−
* Begrenzen axiales Spiel von Wellen, Achsen, Bolzen
+
[[Bild:Kronenmutter.jpg|left]]
−
* Führen lose Teile, z. B. Scheiben, Räder
+
Wie es der Name schon sagt, heißt die Kronenmutter nicht nur Kronenmutter, sondern sieht auch so aus. Durch die Zwischenräume der Kronenmutter und der Bohrung in der Schraube wird ein Splint geführt und umgebogen. Dieser verhindert das Drehen der Mutter und somit ein Lösen der Verbindung.
−
* Befestigt durch Gewindestifte mit Spitze
 
−
* Gewindestifte sollten nicht überstehen, Unfallgefahr
 
  
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+
{| {{Tabelle
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}}
 +
! [[Bild:0935ISO 7035.gif]]
  
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=== Sicherungsscheiben===
+
! [[Bild:0937.gif]]
−
* auch als Haltescheiben benannt
+
|-
−
* Anwendungen bei kleinen Wellendurchmessern z. B. in Büromaschinen und im Apparatebau
+
| Kronenmutter nach DIN 935 <br />(Quelle:http://www.bohrenfeldt.de)
 +
| Kronenmutter nach DIN 937 <br />(Quelle:http://www.bohrenfeldt.de)
 +
|-
 +
|}
 +
[[Bild:S1 003.jpg|250px|thumb|right|Kronenmutter duch Splint gesichert (Quelle:http://www.rotoclip.com)]]
  
  
−
[[Bild:Sicherungselement.jpg]]
 
  
−
[[Bild:Sicherungsringe für Wellen.jpg]]
+
==Maßnahmen gegen selbstständiges Losdrehen==
  
−
----
+
Selbstständiges Lösen belasteter Schraubenverbindungen ist oft auf ungewollte Schwingungen zurückzuführen. Das hat zur Folge das Schadensfälle durch den Verlust der Vorspannkraft in Form von Bruch oder Losdrehen verursacht werden.<br />
 +
Durch Überwindung des Reibschlusses zwischen den Verbindungselementen entsteht das Losdrehmoment welches für das Losdrehen verantwortlich ist. <br />Durchsteckverbindungen (Schraube und Mutter) sind sehr gefährdet, da sich hier noch ein Verbindungselement mehr lösen kann.
 +
Da es bei der Konstruktion nicht immer möglich ist genügend Sicherheit in der Schraubenverbindung einzuplanen, wird in vielen Fällen auf unterschiedliche Schraubensicherungsmöglichkeiten zurückgegriffen.<br />
 +
Es ist schon lange bekannt das zum Beispiel ein Federring oder eine Federscheibe bedeutend weniger [[Elastische Federn|Federkraft]] aufbauen als die Schraubenverbindung an Spannkraft, und somit wirkungslos sind.<br /> Dennoch finden Sicherungselemente aber immer noch ihren Einsatz in vielen Konstruktionen .
  
 
===Setzsicherung===
 
===Setzsicherung===
−
• erhöhen die Elastizität
+
Setzsicherungen gleichen bei einer [[Schraubenverbindungen|Schraubenverbindung]] Setzerscheinungen aus. Sie erhöhen die [[Streckgrenze|Elastizität]] der Verbindung. <br />Die Vorspannkraft wird erhalten und wirkt einem Lösen / Lockern der Schraubenverbindung entgegen. Bei einer erzwungenden Relativbewegung ist es dennoch nicht vermeidbar das sich die Bauteile lösen. Ähnlich einer Druckfeder verhalten sich Setzsicherungen.<br />
−
• gleichen Setzerscheinungen aus
+
 
−
• Vorspannkraft wird erhalten und wirkt so ein lösen der Verbindung entgegen
+
Beispiele für Setzsicherungen:
−
• bei erzwungener Relativbewegungen der Bauteile losdrehen der Bauteile nicht vermeidbar
+
<br />
−
• Bsp. Federscheiben, Zahnscheiben
+
 
 +
* Federscheiben
 +
* Zahnscheiben
 +
* Tellerfedern mit hoher Steifigkeit
 +
* Spannscheiben
 +
 
 +
 
 +
Diese werden bei axial beanspruchten Verbindungen der unteren [[Festigkeitsklasse]]n eingesetzt.<br />
 +
<span style="color: red">Ab einer [[Festigkeitsberechnung|Festigkeitsklasse]] von 8.8 sind sie ungeeignet!
 +
</span>
 
===Verliersicherung===
 
===Verliersicherung===
−
• teilweises Losdrehen der Verbindung möglich
+
Verliersicherungen verhindern die ungewollte selbstständige Demontage einer Schraubenverbindung, d. h. ein vollständiges Auseinanderfallen der Verbindung soll vermieden werden. <br />Sie verhindern nicht das Lösen der Verbindung, sondern beschränken sich lediglich darauf das die Schraubenverbindung nicht auseinanderfällt.(verloren geht) <br />
−
• verhindert ungewollte selbstständige Demontage der Verbindung
+
 
−
• Bsp. Sicherungsblech mit ein oder zwei Lappen, Drahtsicherung
+
Beispiele für Verliersicherungen:<br />
 +
 
 +
* Drahtsicherungen
 +
* Sicherungsbleche
 +
* Kronenmutter mit Splint
 +
* Mutter mit Kunststoffringen
 +
* Schrauben mit Gewindesicherungen aus Metall oder Kunststoff
 +
 
 +
 
 +
Bei der Drahtsicherung werden zwei nebeneinander liegende Schrauben mit einem Stück Draht verbunden. Die Schraubenköpfe haben eine Bohrung durch die der Draht gezogen wird und die Enden später verdreht werden.<br />
 +
 
 +
 
 +
Sicherungsbleche gibt es mit einem oder zwei Lappen. Diese Sicherungsbleche werden für quer beanspruchte Verbindungen der unteren Festigkeitsklasse verwendet. Hierbei werden nach dem Anziehen der Schraube die Nasen der Sicherungsbleche am Schraubenkopf nach oben gebogen um zu verhindern das sich die Schraube löst.<br />
 +
 
 +
 
 +
{| {{Tabelle
 +
}}
 +
Verliersicherungen
 +
! [[Bild:CASXKGLN.jpg ]]
 +
! [[Bild:CA4HER4D.jpg]]
 +
|-
 +
| Schraubenverbindung durch <br />Sicherungsblech<br /> gesichert
 +
|        Schraubenverbindung <br />durch Draht gesichert
 +
|-
 +
|
 +
| (Quelle:startrek-forum.doena-soft.de)
 +
|}
 +
 
 +
===Losdrehsicherung===
 +
Losdrehsicherungen sichern eine Schraubenverbindung gegen selbstständiges Lösen z. B. durch Erschütterungen. Sie werden zum Verhindern der Relativbewegung zwischen den Sicherungselementen eingesetzt.<br />
 +
<br />
 +
Beispiele für Losdrehsicherungen sind:<br />
 +
 
 +
* [[Klebverbindungen|Klebstoffe]]
 +
* Sperrzahnschrauben
 +
* Sperrzahnmuttern
 +
 
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==Übungsaufgaben==
 +
=== Zuordnungsaufgabe ===
 +
[[Media:Vervollständige die folgende Tabelle blanko2.pdf|Arbeitsblatt Sicherungselemente]]
 +
 
 +
Hier gehts zur [[Media:Lösungsvorschlag Tabelle.pdf|Lösung]]
 +
 
 +
=== Berechnungen an einer Gelenktaschenverbindung ===
 +
[[Media:Aufgabe Sicherungselemente.pdf|Aufgabenstellung]] und [[Media:Lösung Sicherungselemente.pdf|Lösung]]
 +
 
 +
==Quellen==
 +
1. Alfred Böge (Hrsg.): <span style="color: blue">Das Techniker Handbuch, Grundlagen und Anwendungen der Maschinenbau-Technik</span>, Vieweg Verlag, 15. Aufl. 1999,  
 +
ISBN 3-528-34053-3
  
 +
2. Roloff/Matek: <span style="color: blue">Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch</span>, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007,
 +
ISBN 978-3-8348-0262-0 <br />
  
−
<nowiki>• einzufügender text
+
weitere Quellen:<br />  
 +
[http://www.jumpandfun.de www.jumpandfun.de ]<br />
 +
[http://www.directindustry.de www.directindustry.de ]<br />
 +
[http://www.loebke-federn.de www.loebke-federn.de]<br />
 +
[http://www.rotoclip.com www.rotoclip.com ]<br />
 +
[http://www.bohrenfeldt.de www.bohrenfeldt.de]<br />
 +
[http://www.startrek-forum.doena-soft.de www.startrek-forum.doena-soft.de ]<br />
 +
[http://www.gego.de www.gego.de ] <br />
 +
[http://www.demagcranes.de www.demagcranes.de]<br />[[Benutzer:Urban|Urban]] 21:04, 10. Okt. 2008 (CEST)
  
−
</nowiki>
 
  
−
==Aufgabenzettel==
+
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
−
{{Vorlagenname}}
 
−
==Quellenangabe==
 
−
Abb.1 - Sicherungsring mit Werkzeug -- Seeger-Orbis GmbH<br />
 
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Abb.2<br />
 
−
Abb.3<br />
 
−
Abb.4<br />
 
−
Abb.5<br />
 

Aktuelle Version vom 28. März 2021, 12:04 Uhr

Allgemeines

In der Verbindungstechnik hat sich seit der Erfindung der Schraube diese als unersetzliches Konstruktionselement behauptet. Nach wie vor sind Schraubenverbindungen eine der wichtigsten lösbaren Verbindungen. Dabei haben die Einsatzmöglichkeiten stets zugenommen. Nicht immer genügt eine einfache Schraube um die Sicherheit der Verbindung zu garantieren. Dann kommen Sicherungselemente zum Einsatz. Dieser Artikel soll einen kleinen Einblick in die Welt der Sicherungselemente geben. Da es so viele unterschiedliche Variationen von Sicherungsringen, -scheiben usw. gibt, sehe ich davon ab auf jeden einzeln einzugehen sondern gebe jediglich einen Überblick über die meist angewendeten. 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.

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

Übersicht ausgewählter 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 Kronenmutter.jpg DIN 935-1 sichern mit einem Splint
z.B.Lenkungsbereich von Fahrzeugen
Stellring Loesch-schrauben-gmbh.jpg DIN 705 begrenzen das axiale Spiel von Wellen, Achsen und Bolzen
Führen lose sitzende Teile wie z.B. Scheiben auf Wellen


Sicherungsringe (Halteringe)

Sicherungsring mit Spezialzange für eine Bohrung (Quelle: www.loebke-federn.de)

Sicherungsringe befestigen Bauteile, z.B. Wälzlager 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.

Sicherungsringe werden aus weniger Material hergestellt als herkömmliche Verbindungselemente , wie z.B. Schrauben, Muttern und Gewindebolzen. Um die Funktion eines Sicherungsringes zu erhalten ist nur eine einfache Nut erforderlich , in die sich der Sicherungsring hineinsetzen kann. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung, d.h. das Sicherungsringe einfach montiert bzw. demontiert werden können.

(Quelle: Roloff/Matek)





















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



Sicherungsringe werden oft benutzt um Ritzel zu sichern (Quelle:http://www.rotoclip.com)


Federstecker und Splinte

Federstecker

Federstecker als Bolzensicherungselemente


Federstecker gehören mit zu den einfachen und schnellen Sicherungselementen. Sie werden hauptsächlich bei häufig zu lösenden Bolzenverbindungen eingesetzt ( z. B. Baumaschinen, Krane...). Dabei werden die Federstecker oft unverlierbar mit dem zu sichernden 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!


Federstecker, eingebaut (Quelle: Roloff/Matek)
Anwendungsbeispiel (Bungee Trampolin Anlage)
Federstecker im Einsatz1.jpg Federstecker im Einsatz.jpg
Verbindung Stützstrebe
und Beinrohr mit
Steckbolzen und Federstecker 		Mastkopf
(Quelle: http://www.jumpandfun.de)

Splinte

Splinte sind ein einfaches und kostengünstiges Sicherungselement.
Sie finden ihren Einsatz bei losen Bolzenverbindungen bzw. bei gelenkartigen Bolzenverbindungen sowie Schraubenverbindungen.
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.
Eine Schraubenverbindung mit Splint ist z. B. die Kronenmutter mit Splint.


(Quelle: Roloff/Matek)


Stellringe

Stellringe begrenzen das axiale Spiel von Wellen, Achsen, Bolzen. Sie haben die Aufgabe 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.

(Quelle: Roloff/Matek)


Stellringe aus Kunststoff

Fahrwerk für Kettenzug mit Stellring (Quelle: http://www.demagcranes.de)


Sicherungsscheiben

Sicherungsscheiben sind Scheiben zum axialen Halten von Bauteilen auf Wellen.
Sie werden auch Haltescheiben genannt. Ihre Anwendungsbereiche liegen im Apparatebau
und bei Büromaschinen. Hier dienen sie als Haltescheiben auf kleinen Wellendurchmessern.

Anwendungsbereiche


Sicherungsscheiben in Anwendungsbeispielen: (Quelle:http://www.rotoclip.com)

Apprg.gif App2.jpg
Greifring sichert Bauteile an einem Sicherheitstor Eine Sicherungsscheibe hält
die Messer dieses Papierschredders
auf der Welle
Produktauswahl einiger Sicherungsbleche, -scheiben und -ringe (Quelle:http://www.gego.de)

Kronenmuttern

Kronenmutter.jpg

Wie es der Name schon sagt, heißt die Kronenmutter nicht nur Kronenmutter, sondern sieht auch so aus. Durch die Zwischenräume der Kronenmutter und der Bohrung in der Schraube wird ein Splint geführt und umgebogen. Dieser verhindert das Drehen der Mutter und somit ein Lösen der Verbindung.

0935ISO 7035.gif 0937.gif
Kronenmutter nach DIN 935
(Quelle:http://www.bohrenfeldt.de) 		Kronenmutter nach DIN 937
(Quelle:http://www.bohrenfeldt.de)
Kronenmutter duch Splint gesichert (Quelle:http://www.rotoclip.com)


Maßnahmen gegen selbstständiges Losdrehen

Selbstständiges Lösen belasteter Schraubenverbindungen ist oft auf ungewollte Schwingungen zurückzuführen. Das hat zur Folge das Schadensfälle durch den Verlust der Vorspannkraft in Form von Bruch oder Losdrehen verursacht werden.
Durch Überwindung des Reibschlusses zwischen den Verbindungselementen entsteht das Losdrehmoment welches für das Losdrehen verantwortlich ist.
Durchsteckverbindungen (Schraube und Mutter) sind sehr gefährdet, da sich hier noch ein Verbindungselement mehr lösen kann. Da es bei der Konstruktion nicht immer möglich ist genügend Sicherheit in der Schraubenverbindung einzuplanen, wird in vielen Fällen auf unterschiedliche Schraubensicherungsmöglichkeiten zurückgegriffen.
Es ist schon lange bekannt das zum Beispiel ein Federring oder eine Federscheibe bedeutend weniger Federkraft aufbauen als die Schraubenverbindung an Spannkraft, und somit wirkungslos sind.
Dennoch finden Sicherungselemente aber immer noch ihren Einsatz in vielen Konstruktionen .

Setzsicherung

Setzsicherungen gleichen bei einer Schraubenverbindung Setzerscheinungen aus. Sie erhöhen die Elastizität der Verbindung.
Die Vorspannkraft wird erhalten und wirkt einem Lösen / Lockern der Schraubenverbindung entgegen. Bei einer erzwungenden Relativbewegung ist es dennoch nicht vermeidbar das sich die Bauteile lösen. Ähnlich einer Druckfeder verhalten sich Setzsicherungen.

Beispiele für Setzsicherungen:

  • Federscheiben
  • Zahnscheiben
  • Tellerfedern mit hoher Steifigkeit
  • Spannscheiben


Diese werden bei axial beanspruchten Verbindungen der unteren Festigkeitsklassen eingesetzt.
Ab einer Festigkeitsklasse von 8.8 sind sie ungeeignet!

Verliersicherung

Verliersicherungen verhindern die ungewollte selbstständige Demontage einer Schraubenverbindung, d. h. ein vollständiges Auseinanderfallen der Verbindung soll vermieden werden.
Sie verhindern nicht das Lösen der Verbindung, sondern beschränken sich lediglich darauf das die Schraubenverbindung nicht auseinanderfällt.(verloren geht)

Beispiele für Verliersicherungen:

  • Drahtsicherungen
  • Sicherungsbleche
  • Kronenmutter mit Splint
  • Mutter mit Kunststoffringen
  • Schrauben mit Gewindesicherungen aus Metall oder Kunststoff


Bei der Drahtsicherung werden zwei nebeneinander liegende Schrauben mit einem Stück Draht verbunden. Die Schraubenköpfe haben eine Bohrung durch die der Draht gezogen wird und die Enden später verdreht werden.


Sicherungsbleche gibt es mit einem oder zwei Lappen. Diese Sicherungsbleche werden für quer beanspruchte Verbindungen der unteren Festigkeitsklasse verwendet. Hierbei werden nach dem Anziehen der Schraube die Nasen der Sicherungsbleche am Schraubenkopf nach oben gebogen um zu verhindern das sich die Schraube löst.


Verliersicherungen
CASXKGLN.jpg CA4HER4D.jpg
Schraubenverbindung durch
Sicherungsblech
gesichert 		Schraubenverbindung
durch Draht gesichert
(Quelle:startrek-forum.doena-soft.de)

Losdrehsicherung

Losdrehsicherungen sichern eine Schraubenverbindung gegen selbstständiges Lösen z. B. durch Erschütterungen. Sie werden zum Verhindern der Relativbewegung zwischen den Sicherungselementen eingesetzt.

Beispiele für Losdrehsicherungen sind:

Übungsaufgaben

Zuordnungsaufgabe

Arbeitsblatt Sicherungselemente

Hier gehts zur Lösung

Berechnungen an einer Gelenktaschenverbindung

Aufgabenstellung und Lösung

Quellen

1. Alfred Böge (Hrsg.): Das Techniker Handbuch, Grundlagen und Anwendungen der Maschinenbau-Technik, Vieweg Verlag, 15. Aufl. 1999, ISBN 3-528-34053-3

2. Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007, ISBN 978-3-8348-0262-0

weitere Quellen:
www.jumpandfun.de
www.directindustry.de
www.loebke-federn.de
www.rotoclip.com
www.bohrenfeldt.de
www.startrek-forum.doena-soft.de
www.gego.de
www.demagcranes.de
Urban 21:04, 10. Okt. 2008 (CEST)

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