Sicherungselemente
Inhaltsverzeichnis
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
| Bezeichnung | Abbildung | DIN | |
|---|---|---|---|
| Sicherungsringe für Wellen | 
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DIN 471 | halten Bauteile z.B. Wälzlager in vorgegebener Position, haben keine Sicherungswirkung |
| Sicherungsringe für Bohrungen | 
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DIN 472 | halten Bauteile z.B. Wälzlager in vorgegebener Position, haben keine Sicherungswirkung |
| Sicherungsscheiben | 
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DIN 6799 | sichern von kleinen Bolzen z.B. Plattenspielern |
| Federstecker | 
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DIN 11024 | häufig zu lösenden Bolzenverbindungen z.B. bei Kranen und Baumaschinen |
| Splinte | 
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DIN EN ISO 1234 | lose und gelenkartige Bolzenverbindungen |
| Kronenmutter | 
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DIN 935-1 | sichern mit einem Splint z.B.Lenkungsbereich von Fahrzeugen |
| Feld 1-7 | 
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DIN |
Sicherungsringe (Halteringe)
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.
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 hineinsetzten kann. Dies ermöglicht eine eine einfache Handhabung, dass heißt das Sicherungsringe einfach montiert bzw. demontiert werden können.
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
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!
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|---|---|
| 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.
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.
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
- Elektrotechnik
- Büromaschinen
- Fahrzeugbau
- Optik- und Elektroindustrie
- Feinmechanik
Sicherungsscheiben in Anwendungsbeispielen
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| Greifring sichert Bauteile an einem Sicherheitstor | Eine Sicherungsscheibe hält die Messer dieses Papierschredders auf der Welle |
Quelle:http://www.rotoclip.com
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| Produktauswahl einiger Sicherungsbleche, -scheiben und -ringe Quelle:http://www.gego.de |
Kronenmuttern
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|---|---|
| Kronenmutter nach DIN 935 Quelle:http://www.bohrenfeldt.de |
Kronenmutter nach DIN 937 Quelle:http://www.bohrenfeldt.de |
Wie der Name es schon sagt, die Kronenmutter heißt nicht nur Kronenmutter sondern sieht auch so aus.
Durch die Zwischenräume und der Schraube wird ein Splint geführt.
Dieser verhindert das Losdrehen der Mutter und somit ein Lösen der Verbindung.
(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.
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
Verliersicherungen verhindern die ungewollte selbstständige Demontage einer Schraubenverbindung. Sie verhindert nicht das sich die Verbindung nicht löst, sondern beschränkt sich lediglich darauf das die Verbindungselemente nicht verlieren. Als Beispiele sind zu nennen die Sicherung durch Draht oder durch Sicherungsbleche.
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.
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 Verbindungen
Losdrehsicherung
Losdrehsicherungen sichern eine Schraubenverbindung gegen selbstständiges lösen z. B. durch Erschütterungen. Als Beispiele für Losdrehsicherungen sind Klebstoffe, XXX
Übungsaufgaben
Zuordnungsaufgabe
Arbeitsblatt Sicherungselemente
Berechnungen an einer Gelenktaschenverbindung
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
