Keilverbindungen

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Diese Verbindungsform wird gewählt, wenn keine hohen Rundlaufforderungen gestellt werden. Die Herstellungskosten für diese Welle-Nabe-Verbindung sind im Vergleich zu den anderen Verbindungsmöglichkeiten geringer. Ein Keil dient als Verbindungselement und bewirkt durch seine Form bei der Montage eine Verspannung zwischen Welle und Nabe. Keile (siehe Abbild Ausgewählte Keile) haben eine geneigte Rückenfläche (Keilanzug 1:100), durch die das Gesetz der schiefen Ebene technische Anwendung findet. Kleine Montagekräfte erzeugen große Verspannungskräfte zwischen Welle und Nabe, worauf das Wirkprinzip der vorgespannten Formschlussverbindung zurückzuführen ist. Das Drehmoment wird durch Reibung übertragen. Die Übertragungsform findet bei stoßartiger Belastung oder bei Drehrichtungswechsel ohne große Anforderungen auf Rundlaufgenauigkeit Anwendung. Dies kommt vorwiegend im Schwermaschinenbau (z.B. Pressen, Baumaschinen, Landmaschinen, Förderanlagen) vor und findet bis zu Umdrehungsfrequenzen von 150/min Einsatz.


1.1. Kräfte an Keilverbindungen Reibung wird durch Normalkräfte erzeugt, welche das Drehmoment von der Welle an die Nabe weitergeben. Aus diesem Grund kann die Keilverbindung (siehe Abbild Kräfte an Keilen) als reibschlüssige Verbindung angesehen werden. Wird das Drehmoment jedoch größer als die Reibungskraft, erfolgt die Kraftübertragung an den Keilseitenflächen. Das hat zur Folge, dass die Keilverbindung formschlüssig wirkt.


1.2. Keilarten

Flach-, Hohl- und Rundkeile werden zur Übertragung kleinerer Drehmomente eingesetzt. Nuten- und Tangentialkeile hingegen finden zur Übertragung großer Drehmomente Einsatz, da hier die Kräfte ausschließlich formschlüssig übertragen werden.


1.3. Einbau

Treibkeile finden dort Anwendung, wo beidseitig genügend Platz zum Ein- und Austreiben vorhanden ist. Die Wellenlänge muss doppelte Keillänge aufweisen. Die axiale Lage der Nabe kann genau bestimmt werden.

Nasenkeile (siehe Abbild Keilmontage Nasenkeil) werden überall dort eingesetzt, wo man nur von einer Seite die Montage und Demontage durchführen kann. Auch hier ist die Lage vorher bestimmbar. Zur Demontage wird ein Keilzieher benötigt.

Einlegekeile (siehe Abbild Keilmontage Einlegekeil) finden seltener Anwendung, da ihre Position nicht genau bestimmbar ist. Der Keil wird in die Wellennut eingelegt und die Nabe (große Massenträgheit) aufgetrieben.


Querkeile (siehe Abbild Querkeilverbindung) werden zur starren Verbindung zwischen Stangenenden herangezogen. Die Durchbrüche zur Aufnahme des Keiles werden ausgebohrt, gestoßen oder gefeilt.



Quellen

  • Braun, Christof/Einloft, Manfred/Haffer, Reiner/Meier, Hans/Möller, Rainer/Offertdinger, Gunter/Pietrass, Siegfried/Schumacher, Klaus-Dieter/Timm, Jochen/Wagenleiter, Hans-Werner: Fachkenntnisse Metall. Industriemechaniker. - Hamburg: Verlag Handwerk und Technik, 1993, 2. Auflage.
  • Ing. Frischherz, Adolf/Ing. Polleros Wolfgang/Ing. Piegler Herbert: Metall. Fachkenntnisse. - Österreich: Bohmann Verlag, 1988, 4. Auflage.
  • Hinzen, Hubert: Maschinenelemente 2. - München: Oldenbourg Verlag, 2001.
  • Dipl.-HTL-Ing. Rudifera, Josef/Ing. Feichtinger, Helmut/Gromer, Manfred/Ing. Hauer, Kurt/Ing. Kaiser, Rupert/Ing. Piegler, Herbert/Dipl.-HTL-Ing. Raich, Kurt: Metalltechnik. Grund- und Fachkenntnisse. - Wien: Verlag Jugend&Volk, 2004.
  • Schlecht, Berthold: Maschinenelemente 1. ing - maschinenbau. - München: Pearson Studium, 2007.