Kraftübertragung

• Formschluss

• Reibschluss (Kraftschluss)

• Stoffschluss

Nur Formschluss

• Bolzen- und Stiftverbindungen

• Verzahnungen

• Passfederverbindungen

• Profilwellenverbindungen

Nur Kraftschluss

• Pressverbindungen

• Druckölpressverbände

• Klemmverbindungen

Kombination aus Form- und Kraftschluss

• Verbindung mit federnden Zwischengliedern

• Keilverbindungen, Kegelverbindungen

• Nietverbindungen

• Schraubenverbindungen

Verbindungen mit artfremden Zusatzwerkstoff

• Lötverbindungen

• Klebeverbindungen

Verbindungen mit arteigenem Zusatzwerkstoff

• Schweißverbindungen

Beim Formschluss werden Kräfte welche aus translatorischen oder rotatorischen Bewegungen resultieren durch eine spezifische Formgebung der beteiligten Maschinenelemente (Wirkflächenpaare) übertragen.

Zwischen den Wirkflächen kommt es dabei zu einer Flächenpressung.

• festigkeitsrelevante Verbindungen

• Zusatzfunktion: Dichten, Isolieren, Leiten

• resultierende Flächenpressung, oft auch Biegung und Schub an Wirkflächenpaaren

• resultierende Kerbspannungen

• Relativverformung bei Montage und unter Last

• Steifigkeit der Bauteile erforderlich

• Mögliche Ausführungen: lösbar / nicht lösbar

• Passfeder: nicht für stoßartige oder wechselnde Drehmomente geeignet

Die Maschinenelemnte werden durch eine äußere Kraft oder ein äußeres Moment in einer relativen, aber definierten Position zueinander fixiert.

Die Belastung wirkt in Normalenrichtung zur Wirkflächenpaarung und erzeugt somit Reibungskräfte, welche letztendlich die Funktion der Verbindung sicherstellen.

Es gilt das Coulombsche Reibungsgesetz: F_R=µ*F_N

Mit F_R= Reibkraft, µ=Reibwert, F_N=Normalkraft

• Relevant: Reibungszahl d. Werkstoffpaarung

• Wie Normalkraft aufbringen? (Vorspannen)

• Resultierende Flächenpressung

• Relativverformung bei Montage und unter Last

• Notwendige Steifigkeit der Bauteile und Vorspannelemente

• Lockerungsmöglichkeit und -Sicherung

• lösbar

Kräfteübertragung zwischen Maschinenelementen durch unmittelbaren Kontakt und eine stoffliche Verbindung der beteiligten Materialien.

Zusammenhalt durch Wirkung von Kräften auf atomarer oder molekularer Ebene.

• meist dichtende Verbindung

• Schweißen: Beanspruchung auf Zug-Druck, Biegung, Torsion, Schub

• Löten und Kleben: Beanspruchung auf Biegung und Schub

• nicht zerstörungsfrei lösbar

• Bei Überbelastung Zerstörung

• leichteste aller Verbindungsarten

• wirtschaftlich auch bei kleinen Stückzahlen

• Genormtes Halbzeug -> günstig

• keine hohen Investitionen in Fertigungsmaschinen notwendig

• Leichtbau möglich

• Nachträgliche Erhöhung der Steifigkeit

• Ausführungsgüte stark abhängig vom Schweißer (starke Schwankungen möglich)

• Werkstück verzieht sich durch lokale Erwärmung -> zusätzlicher Richtaufwand

• entstehende Spannungen sind schwer vorher zu berechnen und zu messen

• nicht alle Stahlwerkstoffe können geschweißt werden

• Grundwerkstoff

• Zusatzwerkstoff

• Beanspruchung (Zug, Druck, Schub, Torsion / statisch, dynamisch)

• Betriebsspannungen und Eigenspannungen

• Nahtgüte

• Nahtform, Nahtanordnung und Nachbearbeitung