C01-Materialkunde Stähle
Eine neue Getriebewelle soll gefertigt werden, bei der es besonders auf die Kombination von hoher Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit ankommt.
1. Werkstoffauswahl und Erklärung der Stähle (Bild A)
Für die Herstellung einer Getriebewelle, bei der es auf hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit ankommt, können folgende Stähle ausgewählt werden:
42CrMo4: 0,42% C, legierter Vergütungsstahl mit hoher Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit.
C45E: unlegierter Vergütungsstahl mit 0,45% C-Gehalt und vorgeschriebenem max. Schwefelgehalt
2.) Legieren von Stählen
Verbesserung von Härte, Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Einbringung von Elementen wie Chrom, Nickel, Molybdän, Silizium, um spezifische Eigenschaften zu erzielen.
3.) Werkstoffnormung, siehe Beispiele
S235JR: Stahl für den Stahlbau, Mindeststreckgrenze von 235N/mm2, Kerbschlagarbeit: 27 Joule bei 20°C
S355J0: Stahl für den Stahlbau, Mindeststreckgrenze von 355N/mm2, Kerbschlagarbeit: 27 Joule bei 0°C
C20: unlegierter Einsatzstahl mit 0,2% C-Gehalt
C45E: unlegierter Vergütungsstahl mit 0,45% C-Gehalt und vorgeschriebenem max.
Schwefelgehalt
42CrMo4: Niedriglegierter Vergütungsstahl mit 0,42% Kohlenstoff, 1% Chrom und geringe Anteile von Molybdän.
X5CrNi18-10: Hochlegierter Stahl mit 0,05% C-Gehalt, 18% Chrom und 10% Nickel
9S20: Automatenstahl (Einsatzstahl) mit 0,09% C-Gehalt und 0,2% Schwefelgehalt
61SiCr7: Federstahl mit 0,61% C-Gehalt, 1,75% Silizium und geringe Anteile von Chrom
4.) Einteilung der Baustähle nach Verwendung
Allgemeiner Baustahl: Für tragende Konstruktionen (Brückenbau, Schiffsbau, Stahlbau z.B. S355J0)
Einsatzstahl: verschleißfeste Randschicht und weicher, zäher Kern, z.B. Zahnräder (16MnCr5)
Vergütungsstahl: Für hoch beanspruchte Teile und Maschinenbauteile (z.B., 42CrMo4, C45E).
Automatenstahl: Für die Serienfertigung von Drehteilen (z.B., 9S20).
Nitrierstahl: Randschicht wird mit Stickstoff angereichert und dadurch hart und verschleißfest gemacht. Verwendung für Feinmessgeräte, Messspindeln, Lehren (z.B. 31CrMo12)
Federstahl: elastisch und dauerschwingfest, hohe Festigkeit. Verwendung für Zug-, und Druckfedern, Tellerfedern, Blattfedern, Spiralfedern (z.B. 38Si7)
6.) Federarten laut Bild: Eigenschaften und Anwendung
1. Zugfeder: Dehnt sich unter Zugkraft, verwendet in Rückholmechanismen.
2. Druckfeder: Komprimiert sich unter Druckkraft, verwendet in Stoßdämpfern.
3. Tellerfederpaket: Kombination aus mehreren Tellerfedern für hohe Lastaufnahme bei begrenztem Platz, verwendet in Kupplungen und Bremsen.
4. Torsionsfeder: Verdreht sich, verwendet in Wäscheklammern und Garagentoren.
5. Spiralfeder: Flach gewickelte Feder, verwendet in Uhrwerken.
6. Drehstabfeder: Torsionsstäbe, Torsionsfedern. Verwendet bei Fahrzeugaufhängungen, Landmaschinen um Stöße zu absorbieren und eine gleichmäßige Kraftübersetzung zu gewährleisten.
C02-Drehen
Beim Längsdrehen einer Welle (42CrMo4) entsteht ein Fließspan, der sich plötzlich über die Welle wickelt.
1.) Möglichen der Problembehandlung:
Werkzeuge mit integrierten Spanbrechern verwenden: Späne werden in kleinere Stücke gebrochen. Schnittparameter anpassen: Schnittgeschwindigkeit, Schnitttiefe und Vorschub erhöhen, dadurch werden kleinere Späne erzeugt. Kühlschmierstoffe verwenden.
2.) Winkel an der Werkzeugschneide:
Spanwinkel (γ - Gamma): Beeinflusst die Spanbildung und Schnittkräfte.
Keilwinkel (β - Beta): Bestimmt die Festigkeit und Schärfe der Schneide.
Freiwinkel (α - Alpha): Verhindert das Reiben der Freifläche an der bearbeiteten Oberfläche.
3.) Drehwerkzeuge und Einsatz:
1.) Einstech-, Abstechmeißel - Werkzeug für das Ein-, und Abstechen von Werkstücken mit Hartmetall Wendeschneidplatten
2.) Einstech-, Abstechmeißel - Werkzeug für das Ein-, und Abstechen von Werkstücken (HSS)
3.) Plandrehmeißel: Werkzeug zum Bearbeiten der Stirnflächen.
4.) Neutraler Drehmeißel: Die Schneidkante ist symmetrisch gestaltet, sodass das Werkzeug sowohl nach links als auch nach rechts schneiden kann.
5.) Gewindedrehmeißel: Werkzeug mit HM Wendeschneidplatten für das Schneiden von Gewinden.
6.) Linksdrehmeißel: schneidet von rechts nach links, wird für schruppen oder schlichten verwendet.
7.) + 8.) innendrehmeißel: Werkzeug für die Bearbeitung von Innenflächen
4.) Aufbau einer Konventionellen Drehmaschine:
Gestell, Maschinenbett, Spindelstock mit Hauptspindel, Werkzeugschlitten, Reitstock, Leitspindel, Zugspindel, Getriebekasten
5.) Sicherheitsvorschriften beim Drehen:
Enganliegende Arbeitskleidung, Haarschutz, Schutzbrille tragen, Arbeitssicherheitsschuhe, Steckschlüssel immer abziehen, Spänen mit Spanhaken entfernen, messen nur bei Stillstand der Maschine, Vorsicht bei Stangenmaterial das hinten hinausragt.
C03-Gewinde:
Sie haben eine defekte Gewindespindel ausgebaut (siehe Prüfungskoffer). Zur Neuanfertigung benötigen sie eine Handskizze mit den nötigen Angaben.
1.) Normgerechte Skizze: (Kein Foto mit Prüfungskoffer ersichtlich)
2.) Werkzeuge zur Gewindebestimmung:
Gewindelehre - Zum Prüfen der Gewindesteigung und -größe.
Gewindelehrring - Zum Prüfen von Außengewinden.
Mikrometer - Zur präzisen Messung von Gewindedurchmessern.
Gewindeschablone - Zum schnellen Bestimmen der Gewindesteigung.
3.) Einteilung der Gewinde, allgemein:
Nach der Profilform: Spitzgewinde (Metrisches ISO- Regelgewinde) Trapezgewinde, Sägegewinde, Rundgewinde, Flachgewinde, Metrisches ISOFeingewinde, Whitworthgewinde
Nach der Drehrichtung: Rechtsgewinde, Linksgewinde
Nach der Anwendung: Befestigungsgewinde, Bewegungsgewinde
Nach der Herstellung: Geschnittene Gewinde, gewalzte Gewinde
Nach der Gewindeart: Innengewinde, Außengewinde
Nach der Gangzahl: Eingängige Gewinde, Mehrgängige Gewinde
4.) Verwendungszweck und Einsatz der dargestellten Gewindeprofile (Bild 1-6):
1. Rundgewinde: Schlauchverbindungen, Lampenfassungen, Verstellmechanismen.
2. Trapezgewinde: Spindeln in Werkzeugmaschinen, Hebezeuge, Stellschrauben.
3. Flachgewinde: Leitspindeln in Werkzeugmaschinen, Schubstangen, Ventile.
4. Metrisches ISO-Feingewinde: Feinmechanik, Verbindungselemente, Hydraulik- und Pneumatiksysteme
5. Spitzgewinde (Metrisches ISO- Regelgewinde): Allgemeine Befestigungen (Schrauben, Muttern, Bolzen).
6. Sägegewinde: Schraubzwingen, Pressen, schwere Maschinen
5.) Fertigungsmöglichkeiten von Gewinden:
Schneiden:
Gewindebohrer: Innengewinde, Gewindeschneider: Außengewinde,
Drehmaschine: Innen- und Außengewinde.
Walzen:
Gewindewalzen: Hohe Festigkeit, glatte Oberflächen.
Fräsen:
Gewindefräser/CNC-Fräsen: Präzisionsgewinde.
Schleifen:
Gewindeschleifmaschine: Hohe Präzision und Oberflächengüte.
Formen:
Spritzgießen: Kunststoffgewinde.
Drucken:
3D-Druck: Prototypen, komplexe Geometrien.
C04-Gewinde
In eine Stahlplatte sollen lt. Zeichnung mehrere unterschiedliche Gewinde gefertigten werden.
1.) Erklärung der dargestellten Gewinde in Bild 1:
1/4" Gewinde:
Typ: Zollgewinde (Unified Thread Standard, UTS)
Bezeichnung: 1/4" (Durchmesser in Zoll)
Steigung: Kann variieren (UNC - Unified National Coarse, UNF - Unified National Fine)
Verwendung: Häufig in amerikanischen und britischen Maschinenbauanwendungen.
M8 Gewinde:
Typ: Metrisches ISO-Regelgewinde
Bezeichnung: M8 (Steigung 1,25mm)
Verwendung: Weit verbreitet in der Maschinenbauindustrie.
M10x1 Gewinde:
Typ: Metrisches ISO-Feingewinde
Bezeichnung: M10x1 (Steigung 1 mm)
Besonderheit: Feingewinde werden verwendet, wenn eine feinere Justierung oder eine höhere Festigkeit erforderlich ist, da sie mehr Gewindegänge pro Längeneinheit haben.
2.) Gewindeherstellung allgemein (Außen/Innen)
Innengewinde: Werden durch Bohren und anschließendes Gewindeschneiden (mit einem Gewindebohrer) hergestellt.
Außengewinde: Werden durch Drehen oder Schneiden mit einem Schneideisen oder einer Drehmaschine hergestellt.
3.) Möglichkeiten der Gewindereparatur:
Gewindereparatursätze: Enthalten Werkzeuge und Einsätze zur Reparatur beschädigter Gewinde.
Helicoil-Einsätze: Diese Spiraleinsätze werden in das beschädigte Gewinde eingesetzt, um es zu reparieren. Reparatur durch Aufbohren und erneutes Schneiden eines größeren
Gewindes: Eine beschädigte Gewindebohrung wird aufgebohrt und ein größeres Gewinde wird geschnitten.
4.) Aufbau eines Spiralbohrers und Bohrertypen: (Bild Seite 113)
1.) Hauptschneiden, 2.) Querschneide, 3.) Hauptfreifläche, 4.) Führungsfase, 5.) Spiralnut, 6.) Schaft
Bohrertypen: HSS Bohrer, Kobaltlegierte HSS-Bohrer (HSS-Co, Titan- Nitrit- Beschichtete Bohrer, Betonbohrer, Holzbohrer, Stufenbohrer
Spiralformen: Typ N Normaldrall, Typ W Kurzdrall (für weiche Materialien) Typ H Langdrall (für harte Materialien)
Bilder Seite: 112
2.) Anschweißnippel: Gewinde in Zoll
3.) Schneidkluppe: zum Schneiden von Außengewinden auf Rohren oder Bolzen.
4.) Schneideisenhalter: zum Halten und Führen des Schneideisens
5.) Windeisen: Zum Halten und Führen von Handgewindebohrern beim Schneiden von Innengewinden.
6.) Handgewindebohrer: Vor-, Mittel-, und Fertigschneider
7.) Maschinengewindebohrer
C05-Bohren
Sie fertigen mit einer Tischbohrmaschine mehrere Bohrungen (Ø 10mm) in eine Stahlplatte mit den Abmaßen von 200x 80 x10(Material S355JR).Dafür verwenden Sie einen HSS-Spiralbohrer.
Bei der Nachkontrolle stellen Sie fest, dass der Bohrungsdurchmesser um 0,3mm zu groß ist.
1.) Ursachen und Behebung:
Mögliche Ursachen:
Bohrer verschlissen oder unscharf, falsche Drehzahl oder Vorschub, unzureichende Kühlung/Schmierung, Materialverformung durch zu hohe Schnittkräfte.
Behebung:
Bohrer schärfen oder ersetzen, Drehzahl und Vorschub anpassen, Kühlung/Schmierung verbessern, Spannvorrichtung überprüfen und anpassen.
2.) Aufspannmöglichkeiten:
Verwendung von Spannvorrichtungen:
Maschinenschraubstock, Magnetspannplatte, Hydraulische oder pneumatische Spannsysteme.
Sicherstellung der Stabilität:
Feste und sichere Fixierung des Werkstücks zur Vermeidung von Vibrationen und Bewegung während des Bohrens.
3.) Antriebsart und Drehzahleinstellung:
Antriebsarten:
Elektrischer Antrieb, manuelle Vorschubregelung.
Drehzahleinstellung:
Abhängig vom Material, Schnittgeschwindigkeit und Bohrerdurchmesser.
4.) Drehzahlbestimmung laut Angabe:
Bohrer: HSS-Spiralbohrer Ø 10mm, Schnittgeschwindigkeit ca. 25m/min
Drehzahl = 25 * 1000 = 796 U/min 10 * π
5.) Schneidwerkstoffe, allgemein:
HSS (High-Speed Steel), HSS-Co
Hartmetall.
Cermet.
6.) Sicherheitsvorschriften beim Bohren:
Schutzausrüstung: Schutzbrille, Gehörschutz
Maschinenbedienung: Sicherheitsabdeckungen verwenden. Not-Aus-Taster kennen und zugänglich halten.
Arbeitsumgebung: Arbeitsbereich sauber halten, keine losen Kleidungsteile oder Schmuck tragen, Mitarbeiter jährlich unterweisen, keine Handschuhe
C06-Stifte
Beim Gewindeschneiden an einer konventionellen Drehmaschine schalten Sie die Drehrichtung zu spät um und kollidieren mit dem Spannfutter.Danach stellen Sie fest, dass sich die Leitspindel nicht mehr dreht.
1.) Ursache und Reparatur (siehe Bilder):
Mechanische Schäden an der Leitspindel oder deren Antriebsmechanismen. Beschädigungen an den Kupplungen oder Zahnrädern.
Reparatur:
Austausch beschädigter Teile wie Kupplungen, Zahnräder oder der Leitspindel. Überprüfung und Justierung der Antriebsmechanismen.
2.) Erklärung Kraftfluss beim Gewindeschneiden:
Der Kraftfluss beginnt beim Motor, der über Riemen oder Zahnräder die Spindel antreibt.
Die Bewegung wird durch die Leitspindel und die Zugspindel übertragen, die den Werkzeugschlitten steuern. Beim Gewindeschneiden wird die Synchronisation zwischen Spindeldrehzahl und Leitspindelbewegung durch Wechselräder oder ein Getriebe gewährleistet.
3.) Arten und Verwendung von Stiften:
1.) Zylinderstift gehärtet DIN 6325:
Verwendung: Positionierung und Fixierung von Bauteilen. Eingepresst in passgenaue Bohrungen Passungstoleranz „m6“
2.) Zylinderstift gehärtet mit Innengewinde:
Verwendung: Fixierung mit der Möglichkeit der Demontage mittels Schraube. Im Werkzeug und Formenbau, Maschinenbau, Befestigung von Lagern, Zahnräder,…
3.)Zylinderstift ungehärtet DIN 7: Üblicherweise aus unlegiertem Stahl, Niro Stahl oder gehärtetem Stahl.
Verwendung: Maschinenbau und Automobilindustrie (präzise Positionierung und zuverlässige
Fixierung) oder in der Elektroindustrie (Fixierung von Platinen)
4.) Kegelstift:
Verwendung: Maschinenbau und Fertigungsindustrie, Präzisionsgeräte
5.) Kegelstift mit Gewinde:
Verwendung: Sichere Fixierung und einfache Demontage mit Gewindewerkzeugen.
6.) Federstift
Verwendung: Federnde Eigenschaften, ideal für Verbindungen, die Bewegung erlauben.
7.) Kerbstift
Verwendung: Fixierung bei leichter Demontage, raue Oberflächen zur Verhinderung von Verdrehen.
4.) Herstellen einer Kegelstiftverbindung:
Bohrung vorbereiten: Bohren Sie eine konische Bohrung in die Bauteile.
Reinigen: Entfernen Sie Schmutz und Öl aus der Bohrung um eine gute Passung zu gewährleisten.
Einsetzen des Kegelstifts und Einklopfen oder Einpressen: Setzen Sie den Kegelstift in die Bohrung. Klopfen Sie den Stift vorsichtig ein oder drücken Sie ihn mit einer Presse ein.
Sicherung (falls erforderlich): Verwenden Sie bei Bedarf eine Schraube zur Sicherung.
Überprüfung: Überprüfen Sie den festen Sitz und die Ausrichtung.
C07-Schleifen
Sie trennen mit einem Winkelschleifer ein Formrohr. Da die Schleifscheibe zu klein geworden ist, müssen Sie diese tauschen.
1.) Tausch der Schleifscheibe
Vorbereitung:
Maschine ausschalten und vom Strom trennen. Schutzausrüstung (Handschuhe und Schutzbrille) anlegen.
Alte Scheibe entfernen:
Spindel sichern (Spindelstoppknopf oder Spannschlüssel). Mutter oder Flansch lösen und Scheibe abziehen.
Neue Scheibe montieren:
Neue Scheibe auf Schäden prüfen. Scheibe aufsetzen und Mutter/Flansch festziehen.
Überprüfung:
Richtigkeit der Montage prüfen. Werkzeuge entfernen, Schutzvorrichtungen sichern.
Testlauf:
Maschine im Leerlauf laufen lassen, um Ausrichtung und Vibrationen zu prüfen.
2.) Schleifscheibenarten und Einsatz
Keramische Schleifscheiben: Härteschleifen von Stahl und Gusseisen.
Diamantschleifscheiben: Schleifen von Glas, Keramik, Stein, Hartmetall.
CBN-Schleifscheiben: Hochleistungsschleifen von gehärteten Stählen.
Korundschleifscheiben: Allgemeines Schleifen von Eisen und Stahl.
Siliziumcarbidschleifscheiben: Schleifen von weichen Metallen und Nichtmetallen.
Schruppscheiben: Grobes Schleifen und Entgraten.
Trennscheiben: Schneiden und Trennen von Materialien.
Lamellenschleifscheiben: Feinschleifen und Polieren von verschiedenen Materialien.
3.) Aufgabe und Arten der Bindung
Die Bindung hat den Zweck, die einzelnen Körner so lange festzuhalten, bis sie stumpf werden.
Zeichen Bindungsart Einsatzgebiete
V Keramische Verbindung Schrupp- und Feinschleifen von Stählen mit Korund und Siliciumkarbid
B, BF Kunstharzbindung faserstoffverstärkt Schrupp- und Trennschleifen, Hochdruckschleifen mit Zirkonkorund, Profilschleifen mit Diamant und Bornitrid
M Metallbindung Profil- und Werkzeugschleifen mit Diamant oder Bornitrid (Nassschliff)
G Galvanische Bindung Innenschleifen von HM, Handschleifen
R, RF Gummibindung faserstoffverstärkt Trennschleifen, Regelscheiben
4.) Sicherheitsvorschriften beim Arbeiten mit Winkelschleifern
Sicheres aufspannen der Scheibe und der Werkstücke
Schutzbrille verwenden
Schutzvorrichtung nicht entfernen
Die Schleifbockauflage darf höchstens 3 mm von der Scheibe entfernt sein
Ausreichende Kühlung
Scheibe öfters abrichten
Richtige Drehzahl
5.) Stromunfall
Vorbeugende Maßnahmen
Ausrüstung prüfen: Schleifmaschinen, Kabel und Stecker auf Schäden kontrollieren.
Sichere Umgebung: Trockener und gut belüfteter Arbeitsplatz, frei von brennbaren Materialien.
Richtige Benutzung: Bedienungsanleitung befolgen, geeignete Verlängerungskabel verwenden.
Schutzmaßnahmen: Gummihandschuhe, isolierte Schuhe, Schutzbrille, Gehörschutz und FI-Schutzschalter nutzen.
C08-Schrauben
Dieser beschädigte Gewindebolzen muss neu gefertigt werden (siehe Musterteil). Zur Fertigung benötigen Sie eine Handskizze inkl. Materialangabe.(Abmaße anhand Musterteil)
1.) Erstellung normgerechter Handskizze
2.) Fertigungsmöglichkeiten von Gewinden
Gewindeschneiden: Kostengünstig, Kleinserien.
Gewindedrehen: Präzise, kleine bis große Serien.
Gewindewirbeln: Schnell, lange Gewinde.
Gewinderollen: Hohe Festigkeit, Massenproduktion.
Gewindefräsen: Präzise, komplexe Formen.
Gewindeschleifen: Teuer, Spezialanwendungen.
Gewindeformen: Hohe Festigkeit, Massenproduktion.
Gewindebohren: Vielseitig, Kleinserien.
Additive Fertigung: Prototypen, spezielle Lösungen.
3.) Normung und Benennung der Schrauben
Normen: DIN und ISO sind führend in der Festlegung von Schraubenstandards.
Benennung: Die Benennung folgt einem Muster, das Typ, Gewinde, Länge und Standard angibt (z.B. M8x40 DIN 933).
Arten: Sechskantschrauben, Innensechskantschrauben, Zylinderschrauben, Senkschrauben, Linsensenkschraube
4.) Beanspruchungsarten mit Beispielen
Axiale Zugbeanspruchung: Eine Schraube, die zwei Bauteile zusammenhält und Zugkräften standhalten muss, wie bei der Befestigung von Bauteilen an einer Aufhängung.
Axiale Druckbeanspruchung: Eine Schraube, die zwei Bauteile unter Druck zusammenhält, wie bei der Montage von Lagern oder Buchsen.
Querbeanspruchung (Schub): Eine Schraube, die zwei Bauteile in horizontaler Richtung zusammenhält, wie bei der Befestigung von Verkleidungen oder Blechen.
Biegebeanspruchung: Eine Schraube, die durch Kräfte in der Baugruppe verbogen wird, wie bei der Befestigung von Kabelträgern oder Halterungen.
Torsionsbeanspruchung: Eine Schraube, die Drehmomenten standhalten muss, wie bei der Befestigung von Rädern oder Getriebekomponenten.
Kombinierte Beanspruchung: Eine Schraube, die gleichzeitig Zug-, Druck- und Biegekräften ausgesetzt ist, wie bei der Montage von Maschinenkomponenten oder Trägerstrukturen.
5.) Festigkeitsklassen und deren Bedeutung
Festigkeitsklasse 4.6: Für allgemeine Anwendungen und nicht tragende Konstruktionen. (400N/mm² Mindestzugfestigkeit, 240N/mm² Mindeststreckgrenze)
Festigkeitsklasse 8.8: Geeignet für tragende Konstruktionen und mittlere Belastungen. (800N/mm² Mindestzugfestigkeit, 640N/mm² Mindeststreckgrenze)
Festigkeitsklasse 10.9: Für Anwendungen mit höheren Belastungen und hohe Festigkeitsanforderungen. (1000N/mm² Mindestzugfestigkeit, 900N/mm² Mindeststreckgrenze)
Festigkeitsklasse 12.9: Hochfest für anspruchsvolle Anwendungen im Maschinenbau und der Automobilindustrie. (1200N/mm² Mindestzugfestigkeit, 1080N/mm² Mindeststreckgrenze)
C09-Welle-Nabe-Verbindung
Für eine MotorwelleØ xx mm (Angabe Prüfer) soll eine Passfeder gefertigt werden (siehe Bild 8).Sie sollen das Material, die Form, sowie die Toleranzen anhand der vorgegebenen Nut für die Passfeder bestimmen und die Fertigung beschreiben.
1.) Auswahl und Anfertigung einer Passfeder
Auswahl einer Passfeder:
Verstehen der Anforderungen der Anwendung.
Durchführen von Berechnungen für Abmessungen und Toleranzen.
Materialauswahl und Passform bestimmen.
Anfertigung einer Passfeder:
Herstellung gemäß berechneten Abmessungen und Toleranzen.
Präzisionsmessungen zur Überprüfung der Maßgenauigkeit.
Oberflächenbehandlung zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften.
Qualitätskontrolle sicherstellen.
Die sorgfältige Auswahl und Anfertigung einer Passfeder sind entscheidend, um eine zuverlässige und dauerhafte Befestigung in Maschinen und Anlagen zu gewährleisten.
2.) Arten Welle-Nabe Verbindungen
Passfeder-Verbindung, Klemmverbindung, Kegelverbindung, Formschlüssige Verbindung, Zahnkupplung, Vorgespannte Formschlüssige Verbindung, Wellensicherung, Kraftschlussverbindung
3.) Aufgaben und Formen von Passfedern
Aufgaben von Passfedern:
Kraftübertragung zwischen Welle und Nabe, Axiale Fixierung, um Verrutschen zu verhindern, Drehmomentübertragung für hohe Belastungen, Ausrichtung von Wellen und Naben.
Formen von Passfedern:
Rechteckige Passfedern: Standardform, rechteckiger Querschnitt.
Halbrunde Passfedern: Halbrunder Querschnitt, für unvollständige Nabenbearbeitung.
Keilpassfedern: Keilförmiger Querschnitt, für hohe Belastungen.
Tangentialpassfedern: Tangentialer Querschnitt, verhindern axiale Bewegung.
Schrägkeilpassfedern: Keilförmig mit schräger Oberfläche für verbesserte Kraftübertragung.
Die Auswahl der Passfederform hängt von der spezifischen Anwendung, den Belastungen und den Montageanforderungen ab. Jede Form hat ihre eigenen Vor- und Nachteile und sollte entsprechend den Anforderungen ausgewählt werden.
4.) Herstellung und Arten von Keilverbindungen
Keilverbindungen werden durch Keile, die eine Neigung von 1:100 und seitlich geringes Spiel in der Wellen- und Nabennut aufweisen, hergestellt.
Keilarten:
Treibkeil: Welle hat eine lange Nut, in die der Keil eingetrieben wird
Einlegekeil: Welle und Nabe haben keine durchgehende Nut (mit Schaftfräser fräsen), daher zum Austreiben kein Platz, der Keil wird in die Nut eingelegt und die Nabe darüber geschoben
Flachkeil: Welle ist abgeflacht und Nabe hat eine Nut
Nasenkeil: um den Ausbau zu ermöglichen hat der Keil eine Nasw
Rundkeil: Nabe und Welle werden gemeinsam verbohrt und mit einem Stift gesichert
Hohlkeil: Welle ist rund, Nabe hat eine Nut, Keil auf einer Seite hohl
Tangentialkeil: besteht aus zwei Keilpaaren, welche um 120° versetzt montiert werden
Querkeil: zum Verbinden von Stangen mit anderen Maschinenteilen
C10-Bolzen und Zapfen
An einem Bagger (siehe Bild) ist ein Bolzen, der in einer Gleitlagerbüchse eingebettet ist, stark verschlissen.
Sie müssen diesen nun durch einen originalen Ersatzteil ersetzen.
1.) Vorgehensweise
Um einen stark verschlissenen Bolzen in einer Gleitlagerbüchse auszutauschen, müssen Sie die Maschine demontieren, den alten Bolzen entfernen, die Büchse reinigen, einen passenden Ersatzbolzen beschaffen, diesen montieren und die Maschine wieder zusammenbauen. Stellen Sie sicher, dass der neue Bolzen richtig ausgerichtet und geschmiert ist, und führen Sie gründliche Tests durch, um sicherzustellen, dass alles ordnungsgemäß funktioniert.
2.) Aufgabe und Beanspruchung von Bolzen
Aufgaben von Bolzen:
Befestigung von Teilen.
Kraftübertragung zwischen verbundenen Teilen.
Stabilisierung von Baugruppen oder Strukturen.
Drehmomentübertragung, z.B. bei Rädern an Fahrzeugen. Beanspruchung von Bolzen:
Zugbelastung durch Zugkräfte zwischen den verbundenen Teilen.
Druckbelastung bei Anwendung von Druckkräften auf den Bolzen.
Biegebelastung, besonders bei längeren Auslenkungen oder unzureichender Unterstützung.
Schubbelastung bei parallelen Kräften zur Verbindungsoberfläche.
3.) Arten von Zapfen
Ist jene Stelle einer Welle oder Achse, die von einem Lager umschlossen ist.
Je nach Form der Zapfen unterscheiden wir:
Stirnzapfen
Halszapfen
Kurbelzapfen
Spurzapfen
Kugelzapfen
4.) Arten und Eigenschaften von Gleitlagerwerkstoffen
Bei einem Gleitlager dreht sich der Wellenzapfen in einer Lagerschale oder Lagerbuchse (Gleitreibung)
Buchsenlager: Einfach, für lineare Bewegung.
Kragenlager: Mit Kragen für axiale Stabilität.
Flanschlager: Mit Flansch für einfachere Montage.
Kugellager: Verwenden Kugeln für geringe Reibung.
Rollenlager: Verwenden Rollen für höhere Belastbarkeit.
Axiallager: Speziell für axiale Belastungen.
Eigenschaften:
Verschleißfest
Härte auch bei hohen Lagertemperaturen
Gute Notlaufeigenschaften
Korrosionsbeständigkeit
Einbettungsfähigkeit für Fremdkörper
Wärmeleitfähigkeit zur Abfuhr der Reibungswärme
5.) Schmierung von Gleitlagern und „Notlaufeigenschaften“
Die Schmierung von Gleitlagern ist entscheidend für ihre Leistung und Lebensdauer. Zur Reduzierung von Reibung und Verschleiß zwischen den Gleitflächen des Lagers.
Es werden Öle, Fette oder spezielle Schmiermittel werden verwendet, um die Gleitflächen zu schmieren und zu trennen, um Reibung zu minimieren.
Es gibt verschiedene Methoden wie manuelle Schmierung, Zentralschmierung oder automatische Schmiersysteme, je nach Anwendung und Anforderungen. Eine ordnungsgemäße Schmierung gewährleistet eine zuverlässige Leistung und eine längere Lebensdauer des Gleitlagers, was letztendlich zu einer verbesserten Betriebseffizienz führt. Gleitlager mit Notlaufeigenschaften sind für den Betrieb unter widrigen Bedingungen oder bei Schmierstoffmangel ausgelegt. Sie können sich selbst schmieren, haben spezielle Lagerwerkstoffe und -strukturen, und manchmal werden spezielle Schmierstoffe verwendet. Diese Lager bieten erhöhte Zuverlässigkeit und sind in verschiedenen Anwendungen nützlich, in denen eine kontinuierliche Schmierung nicht gewährleistet ist.
C11-Messmittel, Toleranzen, Passungen
An einer Fräsmaschine wurde der Fräskopf verstellt, um Bohrungen in einem Winkel von 30°zu fertigen.
Nach Beendigung dieses Arbeitsschrittes soll der Fräskopf wieder vertikal ausgerichtet werden.
Um den Fräskopf von einer geneigten Position von 30 Grad zurück in eine vertikale Position zu bringen:
Stellen Sie sicher, dass die Fräsmaschine ausgeschaltet und gesperrt ist.
Lockern Sie die Einstellschrauben vorsichtig, die den Fräskopf in seiner aktuellen Position halten.
Verwenden Sie die Einstellmechanismen der Maschine, um den Fräskopf langsam in die vertikale Position zu bringen.
Überwachen Sie die Position sorgfältig und überprüfen Sie die vertikale Ausrichtung.
Ziehen Sie die Einstellschrauben fest, um den Fräskopf in seiner neuen vertikalen Position zu sichern.
Führen Sie eine abschließende Überprüfung durch.
2.) Erklärung Messmittel (Bild 1)
Die Messschraube ist ein Präzisionswerkzeug zur genauen Messung von Objekten. Sie besteht aus einem festen Rahmen und einer beweglichen Spindel, die durch Drehen des Handrads betrieben wird. Die Messung erfolgt durch das Zusammendrücken der beweglichen Spindel gegen das Objekt und das Ablesen der Skalen auf dem Rahmen und der Spindel.
Arten: Außen-, Innen-, Tiefen- und Gewindemessschrauben
3.) Erklärung Messmittel (Bild 2)
Ein Messschieber ist ein Präzisionswerkzeug zur genauen Messung von Längen, Breiten und Tiefen eines Objekts. Er besteht aus einem festen und einem beweglichen Lineal, die durch einen Verschiebemechanismus verbunden sind. Durch Öffnen und Schließen des Messschiebers können verschiedene Messungen durchgeführt werden. Der Messwert wird auf einer Hauptskala und einer Nonius-Skala abgelesen (10er-, 20er-, erweiterter 20er- 50er Nonius), um eine präzise Messung zu erhalten.
4.) Passungsarten mit Anwendungsbeispielen (siehe Tabelle C11, max 2 Beispiele durch Prüfer)
Spielpassung: die Welle liegt im Bereich „a – h“, es tritt zwischen Bohrung und Welle auf, Höchstspiel (Größtspiel) = Bohrung auf Höchstmaß / Welle auf Mindestmaß, Mindestspiel (Kleinstspiel) = Bohrung auf Mindestmaß / Welle auf Höchstmaß
Übermaßpassung (Presspassung): die Welle liegt im Bereich „p – z“, es tritt zwischen Bohrung und Welle Übermaß (Pressung) auf,
5.) Passungssysteme mit Anwendungsbeispielen (siehe Tabelle C11, max. 2 Beispiele durch Prüfer
Einheitsbohrung: (im Maschinenbau verwendet) – die Bohrung wird auf „H“ gefertigt, die Welle wird in gewünschter Passungsart dazu gefertigt.
Einheitswelle: die Welle wird auf „h“ gefertigt. (die Bohrung dazu gefertigt)
Nennmaß Zeichen Oberes Abmaß Unteres Abmaß Toleranz Größtmaß Kleinstmaß
Ø25H7 +0,021 / 0 / 0,021 / 25,021 / 25,000
Ø25f7 -0,025 / -0,046 / 0,021 / 24,975 / 24,954
Ø62H7 +0,035 / 0 / 0,035 / 62,035 / 62,000
Ø62k6 0,020 / 0,008 / 0,012 / 62,020 / 62,008
Ø200H8 +0,054 / 0 / 0,054 / 200,054 / 200,000
Ø200u8 -0,162 / -0,216 / 0,054 / 199,838 / 199,784
Ø28D9 +0,142 / +0,060 / 0,082 / 28,142 / 28,060
Ø28h6 0 / -0,013 / 0,013 / 28,000 / 27,987
145H8 +0,054 / 0 / 0,054 / 145,054 / 145,000
145U8 -0,135 / -0,174 / 0,039 / 144,865 / 144,826
Ø50H7 +0,021 / 0 / 0,021 / 50,021 / 50,000
Ø50g6 +0,025 / 0 / 0,025 / 50,025 / 50,000
100H7 +0,021 / 0 / 0,021 / 100,021 / 100,000
100r6 +0,042 / 0 / 0,042 / 100,042 / 100,000
Ø35H8 +0,054 / 0 / 0,054 / 35,054 / 35,000
Ø35f7 -0,025 / -0,046 / 0,021 / 34,975 / 34,954
C12-Muttern
Sie sollen zwei Bauteile mittels einer Durchsteckschraubenverbindung verbinden.Eine Schraubensicherung (Bild 1) soll ein Lösen verhindern.
1.) Herstellung und Benennung der Schraubensicherung (Bild 1)
Schraubensicherungen werden hergestellt, um Schrauben und Muttern vor unbeabsichtigtem Lösen zu schützen, insbesondere unter Vibrationen oder Belastungen.
Verliersicherung: Kronenmutter mit Splint
2.) Arten und Verwendung von Muttern
Muttern sind Befestigungselemente, die dazu dienen, Schrauben oder Bolzen zu fixieren.
Sechskantmutter: häufigste Mutter im Stahlbau
Hutmutter: schützt vor Verletzungen, das Schraubende vor Beschädigung
Flügel- und Rändelmutter: kann von Hand aus befestigt werden
Ringmutter: als Transportösen bei Maschinen
Kronenmutter: wenn die Schraubenverbindung mit Splint gesichert werden soll
Nutmutter: vorwiegend zum Ein- und Nachstellen des axialen Spieles bei Lagern – anziehen mit einem Hakenschlüßel
3.) Anwendungsgebiete von Losdrehsicherungen mittels Klebstoffe
Automobilindustrie: Losdrehsicherungen werden in Automobilen verwendet, um sicherzustellen, dass kritische Bauteile wie Bremssysteme, Lenkungskomponenten und Aufhängungen fest und sicher befestigt sind.
Luftfahrtindustrie: In der Luftfahrt werden losdrehsichere Klebstoffe verwendet, um sicherzustellen, dass Bauteile in Flugzeugen und Hubschraubern unter extremen Bedingungen wie Vibrationen und Druckschwankungen sicher befestigt sind.
Maschinenbau
Elektronikindustrie
Schiffbau
4.) Zählen Sie weitere Schraubensicherungen und ihren Einsatz auf
Setzsicherungen: Spannscheiben, Tellerfeder, Federringe, Zahnscheiben, Fächerscheiben
Losdrehsicherungen: Sperrzahnschrauben, Sperrzahnmuttern und Klebstofe
Verliersicherungen: Sicherungsblech mit Nase oder mit Lappen, geschlitzte Mutter, Mutter mit Kunststoffring, Drahtsicherung, Schraubengewinde mit aufgesinterter Polyamidschicht
C13-Wärmebehandlung
Die in der Zeichnung dargestellten Messer einer Hebelschere sollen eingebaut werden.
Bei der Prüfung stellen Sie fest, dass der Härtewert der beiden Messer nur 18HRC beträgt.
1.) Beurteilung des festgestellten Wertes
Ein Härtegrad von 18 HRC deutet auf einen vergleichsweise niedrigen Härtegrad hin, der verschiedene Bedeutungen haben kann. Es ist wichtig, den Kontext der Prüfung zu berücksichtigen
2.) Härteprüfung
Die Härteprüfung ist ein Verfahren zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen plastische Verformung oder Eindringen. Methoden wie die Rockwell-, Brinell- und Vickers-Härteprüfung werden verwendet, um den Härtegrad zu messen. Diese Tests sind entscheidend für die Qualitätskontrolle in verschiedenen Branchen wie der Metallurgie, dem Maschinenbau und der Automobilindustrie.
3.) Werkstoffkunde (siehe Zeichnung)
Obermesser und Untermesser: hochlegierter Werkzeugstahl mit 0,9% Kohlenstoff (C), 1,0% Mangan (Mn), 0,6% Chrom (Cr) und 0,2% Vanadium (V).
4.) Härtevorgang der Messer erklären
Der Härtevorgang von Messern ist wie folgt:
Das Messer wird auf hohe Temperatur erhitzt.
Es wird dann schnell abgekühlt, um es hart zu machen.
Schließlich wird es bei niedrigerer Temperatur erwärmt, um es zäh zu machen.
Das Ergebnis ist ein Messer, das sowohl hart als auch widerstandsfähig ist, um langlebig zu sein und gut zu schneiden.
5.) Weitere Wärmebehandlungen erkären
Glühen: Reduziert Härte, erhöht Duktilität, beseitigt innere Spannungen. Verbesserung der Bearbeitbarkeit und Homogenisierung der Struktur.
Vergüten: Erhöht Zähigkeit, reduziert Sprödigkeit. Bauteile, die hart und zäh sein müssen.
Anlassen: Reduziert Härte, erhöht Zähigkeit ohne große Festigkeitsverluste. Bei gehärtete Stähle.
Rekristallisationsglühen: Beseitigt Spannungen durch Kaltverformung, stellt Duktilität wieder her. Nach intensiven Umformprozessen wie Walzen oder Ziehen.
C14-Werkzeugmaschinen
Eine Konsole für einen Pneumatikzylinderist gebrochen und muss aus Aluminium nachgefertigt werden.
1.) Auswahl der Werkzeugmaschinen
CNC-Fräsmaschine: Präzises Fräsen und Bohren komplexer Geometrien.
CNC-Drehmaschine: Drehen von zylindrischen Teilen (falls erforderlich).
Bohrmaschine: Bohren präziser Montage- und Befestigungslöcher.
Bandsäge/Kreissäge: Zuschneiden des Rohmaterials.
Schleifmaschine: Entgraten und Verfeinern der Oberflächen.
Bohr- und Gewindebohrmaschine: Erstellen von Gewinden in den Bohrungen.
CNC-Bearbeitungszentrum: Kombiniert Fräsen, Bohren und Gewindeschneiden in einer Aufspannung für erhöhte Genauigkeit und Effizienz.
2.) Spannmöglichkeit und Werkzeugauswahl
Spannmöglichkeiten:
Schraubstock: Für allgemeine Bearbeitung, stabiler Halt.
Spannpratzen: Für unregelmäßig geformte Werkstücke.
Spannfutter: Für zylindrische Teile beim Drehen.
Magnetspannplatte: Für flache Werkstücke.
Vakuumspannsysteme: Für dünne, empfindliche Werkstücke.
Werkzeugauswahl:
Fräser: Hartmetallfräser für Taschen und Außenkonturen (CNCFräsen).
Bohrer: HSS oder Hartmetallbohrer für Befestigungslöcher.
Gewindebohrer: HSS Spiralbohrer für Innengewinde.
Drehmeißel: Hartmetall- oder CBN-Werkzeuge für zylindrische Teile (CNC-Drehmaschine).
Schrupp- und Schlichtfräser: Schruppfräser für grobe, Schlichtfräser für feine Bearbeitung.
Entgratwerkzeuge: Entfernen scharfer Kanten und Grate nach der Bearbeitung.
3.) Art der Spannung von Werkzeugen
Spannzangenfutter: Hohe Präzision, guter Rundlauf.
Hydraulische Spannfutter: Sehr hoher Rundlauf, vibrationsdämpfend.
Schrumpffutter: Extrem hoher Rundlauf, Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.
Spannschlüssel/Direktspannung: Einfach und schnell.
Dreibackenfutter: Geeignet für runde Werkzeuge.
Schnellwechselhalter: Schneller Werkzeugwechsel.
Morsekonus: Einfach und kostengünstig.
Weldon-Aufnahme: Hohe Haltekraft, verhindert Werkzeugrutschen.
4.) Eigenschaften und Anwendungsgebiete von Aluminium
Eigenschaften von Aluminium: Leichtgewicht, Korrosionsbeständigkeit, Gute Wärmeleitfähigkeit, Hohe elektrische Leitfähigkeit, Formbarkeit, Recyclingfähigkeit
Anwendungsgebiete von Aluminium:
Transportwesen: Autos, Flugzeuge, Züge, Schiffe.
Bauindustrie: Fensterrahmen, Fassadenverkleidungen.
Elektronik: Gehäuse für Computer, Mobiltelefone.
Verpackungsindustrie: Getränkedosen, Lebensmittelverpackungen.
Haushaltsgeräte: Kochgeschirr, Besteck.
Medizintechnik: Medizinische Geräte, Prothesen.
Sport- und Freizeitindustrie: Fahrradrahmen, Sportausrüstung.
5.) Einzuhaltende Sicherheitsvorschriften
PSA: Tragen vorgeschriebener Schutzausrüstung.
Maschinensicherheit: Befolgen Herstelleranweisungen, regelmäßige Wartung.
Arbeitsplatzsicherheit: Sauberkeit, Kennzeichnung von Gefahrenzonen.
Arbeitssicherheit: Vermeiden von Kontakten mit Maschinen, Melden von Problemen.
Notfallvorsorge: Kenntnis von Notfallverfahren, Bereithalten von Ausrüstung.
C15-Blechbearbeitung
In der Werkstatt sollen Sie eine Blechtasse mit den Abmaßen 1000 x 500 x 50 mit einem 1mm Feinblech anfertigen.( Bild A )
Die Tasse soll anschießend vor Korrosion geschützt werden.
1.) Skizzieren Sie die Abwicklung vom Blech inkl. Bemaßung (ohne Biegeradius)!
2.) Blechzuschnitt (Bezug zur Aufgabe) inkl. Sicherheitsvorschriften
Bei der Anfertigung wählt man das passende Blechmaterial aus und plant die Abmessungen. Dann markiert man das Blech und schneidet es entlang der Markierungen zu. Anschließend entgratet man die Kanten und überprüft die Qualität des Zuschnitts. Während des gesamten Prozesses sind Sicherheitsvorkehrungen wie das Tragen von Schutzausrüstung und die ordnungsgemäße Wartung der Werkzeuge wichtig.
3.) Verwendung Biegemaschine, Begründung und Unterschied
Die Verwendung von Biegemaschinen in der Metallbearbeitung bietet Effizienz, Präzision und Vielseitigkeit für die Formgebung von Blechen, Profilen und Rohren. Unterschiedliche Biegemaschinen wie Abkantpressen, Rohrbiegemaschinen und Profilbiegemaschinen ermöglichen verschiedene Biegeoperationen für unterschiedliche Anwendungen. Die Auswahl der richtigen Biegemaschine hängt von den spezifischen Anforderungen des Projekts ab.
4.) Blechformate, Lagerung und Transport von Blechen
Es gibt Standardgrößen für Bleche wie 1000x2000 mm, 1250x2500 mm oder 1500x3000 aber auch Sondergrößen nach Bedarf. Zusätzlich können Bleche individuell zugeschnitten werden, um den spezifischen Anforderungen eines Projekts gerecht zu werden. Feinstblech bis 0,5 mm, Feinblech 0,5 – 3 mm, Mittelblech 3 – 4,75 mm und Grobblech über 4,75 mm. Lagerung erfolgt am besten in trockener Umgebung auf flachen, gut gestützten Oberflächen mit ausreichend Belüftung. Bleche sollten klar gekennzeichnet sein. Beim Transport sollten sie sicher gesichert und vor Witterungseinflüssen geschützt werden.
5.) Korrosionsschutz von Blechen
Der Korrosionsschutz von Blechen ist wichtig, um ihre Lebensdauer zu verlängern. Dies kann durch Beschichtungen wie Lacke oder Polymerbeschichtungen, Verzinkung, elektrolytische Beschichtungen oder Legierungsbildung (Aluminium, Kupfer, Niro) erfolgen. Die Auswahl der
Methode hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Anwendungsumgebung und der gewünschten Lebensdauer des Produkts.
C16-Prüfmittel
In einer Serienfertigung werden Werkstücke (Skizze) gefertigt. Stichprobenartig werden Werkstücke überprüft.
Fragen Sie den Prüfer um eine Passungsangabe für die Bohrung Durchmesser 22(siehe Skizze)
C17-Prüfmittel
Eine Welle soll laut Skizze gefertigt werden.
1.) Suchen Sie aus dem Tabellenbuch die erforderlichen Maße für die Nut (fester Sitz)!
Tabellen Buch S.257, Qualität der Nut h9: Wellennutentiefe (t1) 4mm, Wellennutenbreite (b) 8mm
2.) Erklärung Messschieber:
Ein Messschieber, auch Schieblehre genannt, ist ein Präzisionsmesswerkzeug, das häufig in der Fertigungs- und Ingenieurindustrie verwendet wird, um genaue Messungen von kleinen Objekten durchzuführen. Es besteht aus einem linearen Messschieber und einem Nonius, der eine genauere Messung ermöglicht. Aufbau: 1.Strichskala, 2.Nonius, 3.Schieber, 4.Schiene, 5.beweglicher Messschenkel, 6.fester Messschenkel, 7.Kreuzspitzen, 8.Tiefenmessgerät
3.) Überprüfung der Gewinde (Skizze) und Erklärung der Bezeichnungen:
Überprüfung auf Sicht, anschließend mittels z.B.: Gewindelehre, Gewindemessschraube, Steigungslehr, …
Erklärung der Bezeichnungen:
M20x1,5LH: M= metrisches Gewinde, 20= Gewinde Außendurchmesser 20mm,
1,5: Steigung des Gewindes (zwei aufeinanderfolgenden Gewindegängen 1,5 Millimeter), LH= Left Hand (Linksgewinde)
M24x1,5: M= metrisches Gewinde, 24= Gewinde Außendurchmesser,
1,5=Steigung des Gewindes (zwei aufeinanderfolgenden Gewindegängen 1,5 Millimeter)
4.) Messfehler und deren Vermeidung
- Menschliche Fehler: (z.B.: Parallaxe, Kippfehler, Zuviel bzw. zu wenig Druck)
- Umwelteinflüsse: z.B.: Temperatur (im besten Fall sollte das Messwerkzeug und der zu messende Gegenstand Raumtemperatur haben ca. 20°)
- Ungenaue Probenvorbereitung: z.B.: auf Grund von Grat können Höhenunterschiede entstehen
5.) Erklärung Grenzlehrdorn, Grenzrachenlehre
Grenzlehrdorn: Ein Grenzlehrdorn ist ein Präzisionswerkzeug zur Überprüfung der Maßhaltigkeit von Bohrungen oder Gewinden. Es besteht aus einem zylindrischen Schaft mit Enden unterschiedlicher Durchmesser, die die Toleranzgrenzen darstellen. Durch Einsetzen des Grenzlehrdorns kann die Einhaltung der Toleranzen festgestellt werden, was wichtig für die
Qualitätssicherung in der Fertigung ist.
Grenzrachenlehre: Die Grenzrachenlehre ist ein Prüfwerkzeug für Zahnräder, das mit einem Satz von Zahnrädern mit definierten Abmessungen und Toleranzen arbeitet, um sicherzustellen, dass Werkstücke die richtigen Maße haben.
C18-Anreißen Feilen
Sie bekommen den Auftrag, die bereits mit Laser zugeschnittene 12mm Blechlasche mit einer Feile zu entgraten.Die Gewindebohrungen sind mittig anzureißen.
1.Entgraten der Blechlasche, 2. Anreißen der Gewindebohrungen, 3. Bohren der Gewindebohrungen
2.) Erklärung der Feilen
Feilen sind Werkzeuge, die zum Bearbeiten von Materialien wie Metall, Holz oder Kunststoff verwendet werden, um Oberflächen zu glätten, Kanten zu entgraten oder Formen zu verändern.
Flachfeilen: Diese Feilen haben eine flache, rechteckige Form und eignen sich gut zum Entgraten von Kanten und zum Glätten von Oberflächen bei geraden Arbeiten.
Rundfeilen: Rundfeilen haben eine Runde Form und eignen sich ideal zum Entgraten und Glätten von Innenflächen, wie zum Beispiel Bohrungen oder gekrümmten Oberflächen.
Halbrundfeilen: Diese Feilen haben eine halbrunde Form und sind vielseitig einsetzbar
Dreikantfeilen: Diese Feilen haben eine dreieckige Form und sind besonders nützlich zum Entgraten von Ecken und zum Bearbeiten von schmalen Nut- oder Rillenbereichen.
Vierkantfeilen: Diese Feilen haben eine quadratische Form und werden oft zum Schärfen von Werkzeugen wie Meißeln oder zum Bearbeiten von rechteckigen Nutflächen verwendet.
Nadelfeilen: Diese Feilen haben eine dünnere Form und eine schmal zulaufende Spitze. Sie eignen sich gut zum Feilen von feinen Details und zum Bearbeiten von engen oder schwer zugänglichen Stellen.
3.) Skizzieren Sie die drei wichtigsten Winkel an der Werkzeugschneide!
γ = Spannwinkel
β = Keilwinkel
α = Freiwinkel
4.) Anreißwerkzeuge und Kernlochdurchmesser
Anreißwerkzeuge: Anreißnadel, Anreißschieber, Anschlagwinkel, Anreißblock
Kernlochdurchmesser: 14,5 mm
5.) Nennen Sie weitere maschinelle Trennverfahren (Allgemein)!
Drehen, Fräsen, Bohren, Schneiden mit Wasserstrahl, Laserschneiden, Plasmaschneiden, Schneiden mit Drahterodieren
C19-Nieten
Herstellen eines Transportwagens laut Muster (Bild A)
Der Formrohrrahmen (Bild B) wurde bereits angefertigt.
Ihre Aufgabe ist es, den Rahmen mit einem Blech zu verkleiden und die Räder zu montieren.
1.) Arbeitsablauf
Am Rahmen Bohrungen anbringen für Gewindenieten der Räder, Gewindeniet einsetzen, Räder ansetzen und Nieten anbringen, Blech für Verkleidung zurechtschneiden, Entgraten, Biegen auf gewünscht Form, Auf Rahmen drüber stülpen und Bohrungen anzeichnen, Löcher für Blindnieten Bohren, Verkleidung anbringen, Nieten anbringen, Kontrolle
2.) Blechbearbeitung (Biegen, Schneiden)
Biegen: Abkanten, Pressbiegen, Rollbiegen (nur für Krümmungen)
Schneiden: Scheren, Laserschneiden, Plasmaschneiden, Wasserstrahlschneiden
3.) Herstellen von Nietverbindungen (Bild C )
Von links nach rechts: Selbstschneidende Schrauben, Blechschrauben, Gewindenieten, Blindnieten, Stanznieten
4.) Vor- und Nachteile von Nietverbindungen
Vorteile: Schnelle Installation, Kein Zugang von beiden Seiten erforderlich, Vibrationssicherheit, Keine Wärmebeeinträchtigung, Vielseitigkeit
Nachteile: Permanente Verbindung, Optisch Sichtbar, Korrosionsrisiko
5.) Sicherheitsvorschriften Blechbearbeitung
- Persönliche Schutzausrüstung (PSA)
- Maschinenschutzvorrichtungen
- Schulung und Ausbildung
- Sicherheitsrichtlinien und Verfahren
- Brand- und Explosionsschutz
- Wartung und Inspektion
- Erste Hilfe und Notfallmaßnahmen
C20-Rohre
Der Schlauchabrollerfür die Druckluft soll an die bestehende Rohrleitung (A nach B) angeschlossen werden.
Die neue Leitung soll entsprechend dem Medium lackiert werden.
Aufgabe: Der Schlauch Abroller für die Druckluft soll an die bestehende Rohrleitung (A nach B) angeschlossen werden. Die neue Leitung soll entsprechend dem Medium lackiert werden
1.) Planung der Rohrleitung: Bestimmen Sie den Verlauf der neuen Rohrleitung von A nach B unter Berücksichtigung vorhandener Hindernisse.
2.) Materialauswahl: Wählen Sie das richtige Material für die Rohrleitung aus, das den Anforderungen für Druckluft entspricht.
3.) Verbindungsmethoden: Entscheiden Sie sich für geeignete Verbindungselemente, um den Schlauch Abroller an die bestehende Rohrleitung anzuschließen.
4.) Montage des Schlauch Abrollers: Installieren Sie den Schlauch Abroller gemäß Herstelleranweisungen an der Rohrleitung.
5.) Reinigung und Lackierung: Reinigen Sie die Oberfläche der Rohrleitung gründlich und lackieren Sie sie mit einem für Druckluft geeigneten Lack.
6.) Kennzeichnung der Rohrleitung: Kennzeichnen Sie die Rohrleitung gemäß den geltenden Standards für Druckluftleitungen, um die Art des Mediums und die Flussrichtung klar zu kennzeichnen.
7.) Prüfung und Inbetriebnahme: Führen Sie eine Druckprüfung durch, um Undichtigkeiten zu vermeiden, und nehmen Sie die neue Rohrleitung erst in Betrieb, wenn alle Sicherheitsüberprüfungen abgeschlossen sind.
1.) Verwendete Rohrleitung und Herstellung
Verwendete Rohrleitung:
Ein Verzinktes Rohr laut der Norm EN10255
Herstellung: Rohrbiegen, Schweißen, Verpressen, Gewindeschneiden
2.) Biegen von Rohren, (Allgemein)
Warmbiegen: Beim Warmbiegen werden Rohre auf eine erhöhte Temperatur erwärmt, um sie weicher und formbarer zu machen. Dies erleichtert das Biegen und reduziert die Gefahr von Rissbildung oder Verformung des Materials. Warmbiegen wird oft bei Rohren aus Stahl oder Edelstahl verwendet.
Kaltbiegen: Beim Kaltbiegen werden Rohre bei Raumtemperatur gebogen, ohne dass sie erhitzt werden müssen. Dies erfordert jedoch mehr Kraft und kann zu einer geringeren Biegeradienkontrolle führen. Kaltbiegen wird oft bei Rohren aus Aluminium oder anderen nicht-ferromagnetischen Materialien verwendet.
3.) Arten von Rohrverbindungen und Rohrbezeichnungen
Rohrverbindungen: Gewinde-, Schweiß-, Löt- & Hartlöt-, Press-, Flanschverbindungen
Es wird unterschieden zwischen geschweißte- und Natlose Rohre
Bezeichnungen (Bild B):
21.3x2.60mm -M-EN10255: 21.3 =Außenmaß, x2.60mm = Wandstärke, M = mittelschwere Ausführung, EN10255 = Europäische Norm (unlegierter Stahl, geeignet zum Schweißen und Gewinde schneiden
PN65: Rohrleitung oder das Bauteil für einen maximalen Betriebsdruck von 65 Bar ausgelegt ist
½: halbes Zoll od. 12,7mm
4.) Werkstoffe von Rohren und deren Verwendung
Stahlrohre: robust, langlebig, standhaft bei hohe Drücke
Edelstahlrohre: korrosionsbeständig Kunststoffrohre (PVC oder Polyethylen): kostengünstig, leicht zu installieren, niedrigerem Druck
Kupferrohre: flexibel, einfach zu verarbeiten, gut für kleine Druckluftsysteme
5.) Dichtheitskontrolle und Farbkennzeichnung von Rohrleitungssystemen
Dichtheitskontrolle: Druckprüfung, Seifenlösungsmethode, Vakuumprüfung, Ultraschallprüfung, Rauchprüfung, Durchflussprüfung
Farbkennzeichnung:
Blau: Trinkwasser Leitung
Grün: Abwasser- oder Regenwasserleitung
Gelb: Gasleitung
Rot: Feuerlöschsysteme
Weiß: Druckluftleitung
Grau od. Schwarz: industrielle oder nicht-trinkwasserführende Anwendungen
C21-Härten
Das Zahnrad (Bild 1) wurde durch das Induktionsverfahren randschichtgehärtet.
1.) Zweck und Ablauf des Härteverfahren
Zweck: Steigerung der Verschleißfestigkeit, Erhöhung der Haltbarkeit, Verbesserung der Ermüdungsbeständigkeit, Verbesserung der Schneidleistung
Ablauf: Vorbereitung des Werkstücks (Entfernen von Öle, Fette, usw.,), Erwärmung auf Härte-Temperatur, Abschreckung, Anlassen, Prüfung und Qualitätssicherung
2.) Vorgang Einsatzhärten (Einsatzstahl)
Erhitzen auf Härtetemperatur mit nachfolgendem Abschrecken (Öl, Wasser od. Luft). Nach dem Abschrecken erreicht der Stahl die Glashärte (Gefügeverspannung & spröde). Darauf folgt das Anlassen und nach dem Abkühlen hat der Stahl seine Gebrauchshärte.
3.) Vorgang Vergüten (Vergütungsstahl)
Vergüten ist ein Härten mit nachfolgendem hohem Anlassen. Dadurch erhält der Stahl ein feinkörniges Gefüge, hohe Festigkeit und hohe Streckgrenze.
4.) Abhängigkeit Härte/Zähigkeit
Als zäh bezeichnet man einen Werkstoff, der sich bei starker Belastung in geringen Maß elastisch-plastisch verformen lässt, der Verformung aber großen Widerstand entgegensetzt.
Unter Härte versteht man den Widerstand, den ein Werkstoff dem Eindrücken eines Prüfkörpers entgegensetzt.
5.) Härteprüfungen, (Allgemein)
Brinell: Für Weiche und Mittelharte Werkstoffe (Kugel)
Rockwell: Für harte Werkstoffe (Diamantkegel Spitzenwinkel 120°)
Vickers: für Weiche und harte Werkstoffe (vierseitige Diamantpyramide, Spitzenwinkel 136°)
C22-Löten
Durch einen Zwischenfall wurde eine Kupferleitung, (½“ Anschlussrohr) abgerissen.
Ihre Aufgabe lautet, das neue angepasste Rohr schnellstmöglich wieder zu befestigen (Bild A).
Vor Ort befindet sich eine Werkbank, wo Sie die Reparatur durchführen können.( Bild B )
1.) Verwendetes Fügeverfahren (Bild B) und Erklärung des Arbeitsablaufes
Es wird Hartgelötet.
Arbeitsablauf: Vorbereitung der Werkstücke (Reinigen & Passen), Auswahl des Lotes und Flussmittels, auftragen des Flussmittels, Erwärmen der Werkstücke, Zuführen des Lotes, Abkühlen, Nachbearbeitung und Qualitätskontrolle.
2.) Zusatzwerkstoffe, Flussmittel (Bild C)
- Ögussa 500 P: Ein Hartlot häufig verwendet bei Kältetechnik und Sanitärinstallation
- AL 400: Lot für Aluminium & Aluminiumlegierung
- Silox S2: Lot für Kupfer und Kupferlegierung
- L-CuZn 39Sn: Messinglot für Verbindung von Kupfer und Kupferlegierungen
- Silox S1: Kupfer-Phosphor-Lot für Kupferleitungen (benötigt kein Flussmittel)
- S-CzAG: Silberlot mit hoher Festigkeit & Korrosionsbeständigkeit
- Castolin1020: Cadmiumfreies Silberlot, Cadmiumfreies Silberlot, niedriger Löttemperatur
- Basisch umhüllte Stabelektrode für hochwertige Schweißverbindungen. Ausgezeichnete Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften bis -50 °C
- Arbeitshandschuhe, Schutzbrille & Seiten- oder Kneifzange
3.) Erklären Sie den Werkstoff Kupfer (Verwendung, physikalische und mechanisch/technologische Eigenschaften)
Verwendung: Leitungen, Kabel, Leiterplatten, Elektromotoren, Transformatoren, Rohrleitungen, Dachrinnen, Wärmetauscher, Gleitlager und Buchsen, ….
Physikalische Eigenschaften: Elektrische Leitfähigkeit (Nur Edelmetalle sind besser), Wärmeleitfähigkeit, hohe Dichte, Schmelzpunkt (1084°C), Farbe (rötlichbraun)
Mechanische/technologische Eigenschaft: Zugfestigkeit, Verformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Härte, Lötbarkeit
4.) Zusätzliche Arten von Rohrverbindungen
Flanschverbindungen, Klemmverschraubungen, Pressverbindungen, Gewindeverbindungen, Klemmringverschraubungen, Klemmverschlüsse, …
5.) Regeln beim Löschen eines Brandes
- Alarmieren und Notruf absetzen
- Eigene Sicherheit und der anderen Personen
- Geeigneten Feuerlöscher oder Löschmittel verwenden
- Richtiges Vorgehen beim Löschen
- Nachlöschen und Kontrolle
- Feuerwehr unterstützen einweisen und gegeben Falls unterstützen
C23-Nichteisenmetalle
Anfertigung einer Auffahrtsrampe (siehe Bild1)
1.) Materialauswahl und Anfertigung
Je nach Belastung, Wettereinfluss, Chemische Belastung das geeignete Material
auswählen. In diesem Fall Aluminium das geriffelt ist.
Anfertigung: Ausmessen, Skizzieren, Blech auf Mas zuschneiden, entgraten, biegen, Befestigen, Überprüfen gegeben Falls testen
2.) Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten von NEMetallen
Eigenschaften: Hohe elektrische Leitfähigkeit, Gute Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständig, Verformbarkeit, niedrige od. hohe Dichte, hohe Festigkeit bei geringem Gewicht, Strahlenschutz (Blei), hohe Härte, …
Einsatzmöglichkeit: Rohrleitungen, Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Medizintechnik, Chemische Industrie, Sportgeräte, Korrosionsschutz, Batterien, Münzen, Schmuck, ….
3.) Erkennen der Werkstoffe (Bild2, Prüfungskoffer)
Von links nach rechts: Aluminium, Stahl, Kupfer, Messing Verbindungsarten und Bearbeitungsmöglichkeiten von NE-Metallen
Verbindungsarten: Schweißen, Löten, Schraubverbindungen, Nieten, Klemmverbindungen
Bearbeitungsmöglichkeiten: Drehen, Fräsen, Bohren, Walzen, Pressen, Gießen, Schmieden,
4.) Recycling von Werkstoffen
Das Recycling von Werkstoffen ist entscheidend für eine nachhaltige und ressourceneffiziente Wirtschaft. Durch Sammlung, Trennung, Aufbereitung und Wiederverwendung von Materialien können Abfälle reduziert und Ressourcen geschont werden. Technologische Innovationen und die Förderung der Kreislaufwirtschaft sind dabei entscheidend. Sie ermöglichen eine effiziente Integration des Werkstoffrecyclings in globale Produktions- und Lieferketten, was wiederum die Umweltbelastung minimiert.
C24-Bohren
Sie bekommen den Auftrag, in ein Werkstück aus C45E verschiedene Bohrungen zu fertigen.Sie verwenden dafür einen HSS-Spiralbohrer.
1.) Fertigungsverfahren auf einer Bohrmaschine
Bohren, Senken, Reiben, Gewindeschneiden
2.) Bestimmen Sie die Schnittgeschwindigkeit laut Aufgabenstellung.
20 – 30 m/min
Von links nach rechts: 2. Tischbohrmaschine, 3. Säulenbohrmaschine, 4. Ständerbohrmaschine, 5. Radial – Ausleger Bohrmaschine, 6. Elektrische - Akku Bohrmaschine, 7. Elektrische Hand Bohrmaschine, 8. Elektrische Stemm - Bohrmaschine
4.) Spannmöglichkeiten von Werkzeugen und Werkstücken
Senkrechtspanner, Bohrfutter mit Morsekegel, Maschinenschraubstock (11), Schraubstock mit T-Nuten (2&10), Drei-Backenfutter (9)
5.) Bohren in mineralischen Werkstoffen (Beton, Ziegel,…)
Das Bohren in mineralischen Werkstoffen wie Beton, Ziegel und Stein erfordert spezielle Bohrtechniken und Werkzeuge, um effizient und präzise zu arbeiten.
C25-Werkstoffprüfung
Sie haben die Aufgabe verschiedene Maschinenbauteile zu überprüfen, um einvorzeitiges Bauteilversagen zu verhindern.
1.) Einfache Werkstattprüfungen und deren Aufschluss über den Werkstoff
Härteprüfung: Härtere Werkstoffe haben eine höhere Verschleißfestigkeit und sind in der Regel schwerer zu bearbeiten.
Funkenprobe: Diese Probe kann helfen, die Art des Metalls zu bestimmen (z.B. hoher Kohlenstoffgehalt erzeugt lange, verzweigte Funken).
Biegeversuch: Zeigt die Duktilität und Flexibilität des Werkstoffs an.
Kerbschlagbiegeversuch: Gibt Hinweise auf die Zähigkeit des Werkstoffs, insbesondere bei tiefen Temperaturen.
2.) Erhaltene Werte beim Zugversuch
Zugfestigkeit (Rm): Die maximale Spannung, die der Werkstoff aushält, bevor er bricht.
Streckgrenze (Re): Die Spannung, bei der der Werkstoff anfängt, sich plastisch zu verformen.
Spannungs-Dehnungs-Diagramm: Ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der aufgebrachten Spannung (σ) und der resultierenden Dehnung (ε) darstellt.
3.) Erklärung Kerbschlagbiegeversuch
Der Kerbschlagbiegeversuch ist eine kritische Methode zur Bewertung der Zähigkeit und Sprödigkeit von Werkstoffen. Die Ergebnisse liefern wichtige Informationen für die Materialauswahl und das Design von Bauteilen, die stoßartigen Belastungen oder extremen Temperaturen ausgesetzt sind.
4.) Ursachen für Risse in Werkstücken; nennen Sie Erkennungsmöglichkeiten!
Materialfehler: Einschlüsse oder Segregationen
Fertigungsfehler: Schweißfehler, Gussfehler, Bearbeitungsfehler
Mechanische Überbeanspruchung: Überlastung, Dauerwechselbelastung (Ermüdung), Schlagbelastung
Thermische Überbeanspruchung: Thermoschock, Ungleichmäßige Erwärmung/Abkühlung
Korrosion: Spannungskorrosion, Interkristalline Korrosion Erkennungsmöglichkeiten für Risse in Werkstücken Visuelle Inspektion (Direkte Betrachtung, Färben und Eindringprüfung), Magnetpulverprüfung, Ultraschallprüfung, Röntgen- und Gammastrahlenprüfung, Wirbelstromprüfung, Akustische Emissionsprüfung, Thermografie
5.) Nennen Sie drei Prüfverfahren, um die Oberflächenhärte zu bestimmen!
Brinell-Härteprüfung (HB), Vickers-Härteprüfung (HV), Rockwell-Härteprüfung (HR) Feil Probe, Poldi Hammer, Funkenprobe
C26-Gusseisen
Bei einem Lagerbock (ähnlich wie in Bild 1) ist bei der Montage eine Befestigungslasche abgebrochen.
1.) Mögliche Ursachen
Materialfehler, Fertigungsfehler, Konstruktionsfehler, Montagefehler, Belastungsfehler, Umgebungsbedingungen
2.) Gussbezeichnungen laut Bilder
EN-GJL: EN = Europäische Norm, GJ = Gusseisen, L = Lamellengraphit
EN-GJMW: EN= Europäische Norm, GJ= Gusseisen, M= Temperguss, W= weißer Temperguss
EN-GJS: EN= Europäische Norm, GJ= Gusseisen, S= Sphäroguss
EN-GS: EN= Europäische Norm, G= Guss, S= Stahl
3.) Bearbeitungsmöglichkeiten von Gusswerkstoffen
Zerspanung (Drehen, Fräsen, Bohren), Schleifen, Schweißen, Wärmebehandlung, Schneiden, Beschichten, Montage und Oberflächenbehandlung
4.) Eigenschaften und Vorteile von EN-GS
Eigenschaften: Hohe mechanische Festigkeit, Gute Zähigkeit, Gute Bearbeitbarkeit, Wärmebehandelbarkeit, Gute Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit
Vorteile: Hohe Festigkeit bei relativ niedrigem Gewicht, Vielseitigkeit, Haltbarkeit und Langlebigkeit, Kosteneffizienz, Anpassbarkeit
C27-Lager
Das Lager beim Kolbenstangenauge (Bild 1) ist defektund zu tauschen.
1) Lagertausch
Der Zylinder muss vom Gerät demontiert werden. Danach mit einer passenden Auspressvorrichtung auf einer Werkstattpresse das Lager auspressen und Maß nehmen. Wenn keine Vorrichtung vorhanden ist, selbst eine anfertigen. Richtiges Lager beschaffen. Vor dem Einpressen den Gleitlagersitz kontrollieren und ggf. nacharbeiten. Man kann das Auge der
Kolbenstange erwärmen, dadurch dehnt sich das Material. Lager einfetten und danach mittels Werkstattpresse wieder in das Auge der Kolbenstange einpressen.
2) Gleitlagerwerkstoffe und deren Eigenschaften
Werkstoffe: Kupfer-, Zinn-, Blei- und Aluminiumlegierung, Gus- und Sintermetalle
Eigenschaften: Verschleißfest, Härte auch bei hohen Lagertemperaturen, gute Notlaufeigenschaft, Korrosionsbeständig, Einbettungsfähigkeit für Fremdkörper, Wärmeleitfähigkeit zur Abfuhr der Reibungswärme
3) Beanspruchungsarten von Gleitlagern
Axial – (Stütz-) und Radial (Trag-)
4) Reibung, Schmierung und Notlaufeigenschaften
Reibung: Zwischen zwei sich berührenden Oberflächen tritt Reibung auf. Gleitlager minimieren diese Reibung durch ihre Materialauswahl und Konstruktion.
Schmierung: Um die Reibung weiter zu reduzieren, können die Kontaktflächen durch Schmierstoffe getrennt werden.
Schmierstoffe: Flüssigschmierung mittels Mineralöle und synthetische Öle oder Schmierfette.
Gute Notlaufeigenschaft
5) Materialbezeichnungen, siehe Bild
CuZn35: Kupfer-Zink-Legierung mit 65% Cu-Gehalt und 35% Zn-Gehalt
CuSn8P: Kupfer-Zinn-Legierung mit 92% Cu-gehalt und 8% Sn-Gehalt mit Phosphorgehalt
G-CuSn12P: Kupfer-Zinn-Gusslegierung mit 88% Cu-Gehalt und 12% Sn- Gehalt mit Phosphorgehalt.
C28-Zahnräder
Ein Zahnrad in einem Getriebe ist beschädigt und muss ersetzt werden.(Bild 1)
1) Fertigungsmöglichkeiten von Zahnrädern
Spanende Fertigung: Fräsen, Stoßen, Schleifen, Wälzfräsen, Profilfräsen, Profilschleifen, …
Spanlose Fertigung: Gießen, Drucksintern, Warmpressen, Spritzgießen
2) Zahnradarten und deren Aufgaben
Stirnräder: die Wellen liegen parallel, gerad-, schräg- oder pfeilverzahnt
Verwendung: Stirnradgetriebe. Stirnräder werden aber auch in Getrieben mit sich kreuzenden Achsen verwendet, etwa in Schneckengetrieben und Kronenradgetrieben
Zahnstangen: ist als ein Stirnrad mit unendlich großem Durchmesser vorstellbar. Die Bewegung der Zahnstange ist geradlinig und durch ihre endliche Länge begrenzt.
Verwendung: Hin- und Her-bewegung, Antrieb durch Stirnrad (Ritzel). z.B.: Höhenverstellung Säulenbohrmaschine
Kegelräder: die Wellen schneiden sich. Verzahnungsart: gerade, schräg oder hypoid verzahnt (achsversetzt)
Verwendung: Kegelradgetriebe
3) Zahnradwerkstoffe und Wärmebehandlung
Werkstoffe: Stähle (Einsatzstähle, Vergütungsstähle, Nitrierstähle), Gusswerkstoffe (Gusseisen, Stahlguss), Nichteisenmetalle (Bronze, Messing), Kunststoffe
Wärmebehandlung: Härten und Anlassen, Einsatzhärten, Nitrieren, Induktionshärten
4) Vor- und Nachteile von schräg- und geradverzahnten Zahnrädern
Vorteile der Schrägverzahnung gegenüber der Geradverzahnung:
Bessere Laufruhe und geringere Geräuschentwicklung
Es sind kleinere Zähnezahlen ohne Unterschnitt möglich (ungewollte Wegschneiden eines Teils der Zahnflanke)
Der Achsabstand wird durch den Schrägungswinkel mitbestimmt und kann so einfach auf das erforderliche Maß angepasst werden
Nachteile der Schrägverzahnung gegenüber der Geradverzahnung:
Es entsteht eine Axialkraft die auf das Lager wirkt
Etwas höhere Verlustleistung auch durch die höheren Lagerkräfte dadurch schlechterer Wirkungsgrad
höhere Herstellkosten
5) Wartung von Zahnradgetriebe
Regelmäßiger Ölwechsel + Filtertausch, Auf Undichtigkeit achten (Wellendichtringe, O-Ringe, Kartondichtung, …) Auf ungewöhnliche Geräusche oder Schwingungen achten
C29-Schrauben
Sie müssen eine Stahlkonstruktion, wie sie in der Abbildung gezeigt wird, sicher an einer Betonwand befestigen.
1) Vorgehensweise und Arbeitsschritte (Abbildung)
Messe die Durchgangsbohrung für die Befestigung an der Stahlkonstruktion. Je nach Durchmesser wähle ich dann meinen Schlaganker. Nach Auswahl des Schlagankers bohre ich den vorgeschriebenen Durchmesser vor. Bohrloch reinigen. Mit vorgeschrieben Drehmoment montieren.
2) Einsatz Passschrauben und Dehnschrauben
Passschrauben:
Verhindern das Verschieben zusammengeschraubter Teile und können auch große Scherkräfte aufnehmen. Haupteinsatzgebiet ist vor allem der Werkzeugbau, bei dem es oft auf sehr genaue Abstimmung ankommt
Dehnschrauben:
Bei Bauteilen, bei denen durch Temperaturschwankungen oder durch Zug eine dauernde Wechselbelastung auftritt. Sie haben einen Schaftbereich einen kleineren Durchmesser und nehmen dort die Zugspannung auf.
3) Einteilung von Schrauben
Einteilung der Schraube nach der Kopfform Sechskantschraube, Linsensenkschraube, Zylinderschraube, Senkschraube, Einteilung der Schraube nach der Schaftform Stiftschraube, Dehnschraube, Passschraube, Gewindestift, Holzschraube, …
4) Festigkeit Re, Rm
Rm Mindestzugfestigkeit in N/mm²
Re Mindeststreckgrenze in N/mm²
8.8 = 800N/mm2 Mindestzugfestigkeit (8x100) und 640N/mm2 Mindeststreckgrenze (8x8x10)
12.9 = 1200N/mm2 Mindestzugfestigkeit (12x100) und 1080N/mm2 Mindeststreckgrenze (12x9x10)
C30-Pneumatik
Sie bekommen die Aufgabe eine bestehende Pressluftversorgung zu erweitern, um zusätzliche Werkzeuge zu betreiben.
1) Material und Verbindungsmöglichkeiten der Leitungen, Befestigung von Rohren
Material: Kunststoff, Stahl, Kupfer und Aluminium, Rohre können geschweißt oder gezogen sein.
Verbindungsmöglichkeiten: Schweißen, Löten, Kleben, Verschrauben, Flanschverbindung, Pressen
Befestigung: Rohrschelle, Rohrschelle mit Gummieinlage, Rohrklemme, …
2) Unfallverhütung bei der Montage/Demontage von Flansch- und Fittingverbindungen an Rohrleitungen:
• Persönliche Schutz Ausrüstung
• Druckluftanlage Drucklos stellen. (Kompressor abschalten und Druckluftsystem entleeren, oder wenn Absperrhahn vorhanden abdrehen und bis zur Montagestelle entleeren)
• Betriebsanleitung der Flansche und Fittings beachten
• Passendes Presswerkezug bei Pressfittings verwenden
• Rohr richtig entgraten
• Pressfitting mit Sichtfenster die Einstecktiefe kontrollieren und anpassen
3) Abdichtungsmöglichkeiten bei Rohrverbindungen, Dichtheitsprüfung Abdichtungen bei Rohrverbindung:
Hanf, Teflon, Kleber, Flanschdichtung
Dichtheitsprüfung: Visuelle Inspektion Sichtprüfung, Seifenblasentest (Auftragen einer Seifenlösung auf die Verbindungsstellen und Beobachtung der Blasenbildung.)
4) Allgemeiner Aufbau eines Druckluftnetzes
• Verdichter, Kühler, Druckluftbehälter (Speicher)
• Ringleitung (1% Gefälle, am tiefsten Punkt Kondenswasserableitung)
• Entnehmerleitung (an der Ringleitung angeschlossen)
• Wartungseinheit
• Absperrhähne für Wartungsarbeiten
5) Auswahl und Funktion der Wartungseinheit
Eine Wartungseinheit besteht je nach Anwendung aus Druckregler, verschiedenen Filtern, Abzweigmodul sowie Be- und Entlüftungsventilen. Die Wartungsgeräte sorgen für die richtige Druckluftqualität und filtern Kompressor-Öl, Kondensat und Schmutzpartikel aus der Luft
Auswahl:
Umgebung: Für raue industrielle Umgebungen, wie in Gießereien, Werften, der Öl- und Gas-Industrie oder dem Schwermaschinenbau Wartungseinheiten mit Metallgehäusen.
Normale Industriebetriebe, Handwerk und Gewerbe, einschließlich Kfz-Werkstätten
Kunststoff-Wartungseinheiten
Einstufig, zweistufig oder Dreistufige Wartungseinheit. Je nachdem welche Funktionen gewünscht sind oder benötigt werden. (Ölen, Filtern, Druckregler) Anschlüsse der Druckluftinstallation (Richtige Gewindegröße: Üblich Anschlüsse ¼, ½, ¾, 3/8‘‘)
Bilder:
1) Gerade Verschraubung mit Teflon und Außengewinde,
2) 90° Bogen,
3) Verteiler Fitting,
4) Gerade Verschraubung mit Innengewinde und Außengewinde,
5) Hanf,
6) Rohre/Schlauch
7) Kunststofffittings
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