MAAASchehre (Fach) / 2 (Lektion)

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• Welche Verfahren zum Fügen von Pressverbindungen kennen Sie? Beschreiben Sie diese - Längspressverband: Welle und Nabe werden mit der entsprechenden Axialkraft ineinander geschoben- Querpressverband: Nabe wird aufgeweitet und/oder Welle wird geschrumpft (kurzzeitig). Dann wird kraftlos gefügt. Nach der Rückverformung entsteht der Reibschluss. Folgende Arten können unterschieden werden: Aufweiten / Schrumpfen durch Temperaturänderung: Erwärmen der Nabe (bis max. Kristallerholungstemperatur, ca. 400°C), Abkühlen der Welle durch flüssigen Sticksoff (bis ca. -170°C) oder Trockeneis (bis ca. -80°C) Anwendung von Drucköl. Dadurch Trennung der Oberflächen bei geringem Reibbeiwert- Innenhochdruckfügen: Hohle Welle und Nabe mit Spielpassung werden ineinander geschoben. Durch einen hohen Druck in der Welle (ca. 4000 bar) verformt sich diese plastisch und „schmiegt“ sich an die Nabe an, so dass ein Reibschluss entsteht.
• Erklären Sie, warum bei der Auslegung von Querpreßverbänden sowohl das Größt- als auch Kleinstübermaß berücksichtigt werden müssen! Kleinstmaß --> Übertragungsfähigkeit==> DurchrutschenGrößtmaß --> Festigkeitsgrenze==> Bruch
• Wodurch kann ein Ausfall der Pressverbindung erfolgen? - Rutschen: Der durch die Vorspannung erzeugte Passfugendruck ist zu gering- Überschreiten der Elastizitäts-/ Bruchfestigkeitsgrenze der am höchsten belasteten Stelle--> Aufplatzen der Nabe
• Nennen Sie mindestens 5 verschiedene reibschlüssige Verbindungen! 10/11/R6/A3/c: Nennen Sie mindestens 5 verschiedene reibschlüssige Verbindungen!- Zylindrischer Schrumpfverband- Kegelpressverband- Verbindung mit Spannelementen    - Ringfederspannelemente    - Zug- und Druckhülsen    - Sternscheiben- Klemmverbindungen- Keilverbindungen- Schraubenverbindung- Pressverbindung mit gerändelter Welle
• Erläutern Sie die Temperaturgrenzen in der Anwendung von zylindrischen Schrumpfverbänden - Untere Grenze: Kältemittel (Flüssiggas) können nicht unter -170°C gekühlt werden- Obere Grenze: Kristallerholungstemperaturbei ca. 400°C
• Nennen Sie die Kennzeichnung und die Vor- und Nachteile von Spannelementverbindungen. Kennzeichnung: Spannelemente erzeugen Passfugendruck durch Klemm-, Spreiz- oder Kipphebelwirkung Vorteile:- Kalt fügbar (Montierbar/Demontierbar)- Leicht fügbar und dann Schrauben anziehen- Keine extreme Genauigkeit in den Durchmessern erforderlich- Wiederholteil (Mehrere Lieferanten)- Dynamisch Belastbar Nachteile:- Platz und Kosten für zusätzliches Element- Übertragungsfähigkeit etwas geringer als bei normalen Pressverband
• Nennen Sie 3 Arten von Spannelementverbindungen. - Ringfederspannelement- Zug- und Druckhülsen- Sternscheiben
• Nennen Sie die Vor- und Nachteile von Keilverbindungen Reibschluss --> Hohe NabenbeanspruchungFormschluss --> Hohe KerbwirkungBeides zusammen ist nicht ertragbar
• Nennen Sie die Vor- und Nachteile von Schraubenverbindungen Vorteile:- Weltweit Verfügbar- Geringe Beschaffungskosten- Lösbarkeit- Variationen der Vorspannkraft Nachteile:- Platzbedarf (auch für Montagewerkzeug)- Zusätzlicher Aufwand für Innengewinde- Zusätzlicher Aufwand für Maßnahmen gegen Losdrehen
• In welchen 3 Anwendungsarten kommen Schrauben zum Einsatz Stellelement- Überwiegend Kraftfrei- BewegungswandlungBewegungsschrauben Arbeitselement, Bewegungsschrauben- Drehmoment, Hubkraft  Hohe Übersetzung- Bewegungswandlung Verbindungselement- Erzeugung von Vorspannkräften--> Reibung, DichtkraftBefestigungsschrauben
• Nennen Sie 3 Arten von Schrauben - Durchsteckschrauben, Stiftschrauben, Sechskantschrauben
• Nennen Sie die 5 Arten von Gewindeformen und deren primäre Anwendungsgebiete - Flachgewinde- Trapezgewinde (Für Bewegungsgewinde mit Last)- Sägengewinde (Für Bewegungsgewinde mit einseitiger Last)- Rundgewinde (Bei starker Verschmutzung)- Spitzgewinde (Für Befestigungsschrauben)
• Definieren Sie kurz Setzerscheinungen bei Schraubenverbindungen. Unter Setzerscheinungen versteht man alle plastischen Längenänderungen der Schraube und der verspannten Teile
• Nennen Sie zwei Möglichkeiten eine große Nachgiebigkeit einer Schraube zu erreichen, d. h. eine „Dehnschraube“ zu realisieren! Änderungen des Werkstoffs, des Gewindedurchmessers sowie des Kopfes sind bei der Beantwortung dieser Frage nicht auszuklamm - Schraube mit Schaftdurchmesser < Gewindedurchmesser- Schrauben- bzw. Schaftlänge vergrößern, evtl. Hülse verwenden- Kraftangriffspunkt verlegen- Höher feste Schrauben (Größere Klemmkraft möglich)- Verwendung von Tellerfederschrauben
• Nennen Sie die beiden grundsätzlichen Anforderungen welche an Schraubenwerkstoffe gestellt werden - Hochfester Werkstoff (Große ReH und Rm )- Hohe Plastifizierbarkeit (Zähigkeit) wegen Kerbempfindlichkeit (Gewinde, Übergang, Kopf-Schaft-Übergang)
• Wonach wählen Sie den Schraubenwerkstoff aus, wenn ein ausgeprägtes plastisches Verformungsvermögen der Schraube erforderlich ist? Ausgeprägtes Verformungsvermögen liegt vor bei hoher Bruchdehnung. Diese tritt insbesondere dann auf, wenn das Verhältnis vom Rm/Rp0,2 groß ist bzw. wenn 10∙(Rp0,2/Rm) klein ist. Die zweite Ziffer des Festigkeitsklasse-Kennzeichens muss also möglichst klein sein. Beispiele: 3.6, 4.6 oder 5.6.
• Wann tritt Lockern bzw. Losdrehen bei Schraubenverbindungen auf? Nennen Sie drei Maßnahmen gegen das Lockern bzw. Losdrehen von Schraubenverbindungen! - Lockern (= Klemmkraft geht verloren) bzw. Losdrehen (= Schraube/Mutter geht verloren) tritt bei falsch dimensionierten Schraubenverbindungen auf, d. h. wenn Lasten und Betriebsbedingungen nicht richtig berücksichtigt wurden.- Gegen Lockern: Dehnschraube, Tellerfedern, Federkopfschrauben, Spannscheiben.- Gegen Losdrehen: selbstsichernde Muttern, Klebstoff, Splint, Kronenmutter, Sicherungsblech.
• Nennen Sie die 4 grundlegenden Arten der technischen Nutzung von Federn und geben Sie jeweils ein Beispiel - Speicherung von potentieller Energie (Uhrfeder, Sicherheitsauslöseeinrichtungen)- Aufnahme und Speicherung von kinetischer Energie (Autofedern)- Elastischer Kraftschluss zwischen Bauteilen (Überdruckventil, Federwaage)- Beeinflussung des dynamischen Verhaltens eines Systemso Stoß- und Schwingungsdämpfung (Autostoßdämpfer)o Beeinflussung der Eigenfrequenz
• Nennen Sie die 3 verschiedenen Federarten - Metallfedern, Nicht-Metallfedern und Gasfedern
• Geben Sie jeweils mind. ein Beispiel für Federn bei Beanspruchung durch Zug, Druck, Biegung und Torsion - Zug: Zugfeder, Zugstab- Druck: Ringfeder, Schraubenfeder, kon. Druckfeder- Biegung: Biegestab, Blattfeder, Tellerfeder, Spiralfeder- Torsion: Torsionsstabfeder, Schraubenfeder
• Welche Unterschiede charakterisieren Achsen und Wellen? Welle:- Leitet Kraftgrößen (N, Q, Mb, T)- Überträgt Bewegung- Leitet Energie Achse:- Stützt Kräfte und Momente ab- Leitet kein Drehmoment
• Durch welche Beanspruchungen können drehbewegliche Wellen belastet werden? - Dynamische Lasten: Torsion, Biegung (Umlaufbiegung)- Statische Lasten: Normalkraft, Torsion
• Wie wird der Tragfähigkeitsnachweis von Wellen und Achsen durchgeführt? - Unterscheidung der Beanspruchung in statische und dynamische Lasten- Berechnung der statischen Vergleichs-Mittelspannung- Berechnung der dynamischen Vergleichs-Ausschlagsspannung- Aus Smith-Diagramm: Ablesen der zulässigen Ausschlagsspannung bei gegebener Mittelspannung- Berechnung der Sicherheit/Auslastung
• Nennen Sie 3 Anforderungen an Wellenwerkstoffe - Duktilität- Hohe Festigkeit (ReH)- Härtbarkeit (Lagersitze, Verzahnung)
• Nennen sie 3 übliche Wellenwerkstoffe - 42CrMo4- 16MnCr5- 17CrNiMo6
• Nennen Sie 2 Kriterien die bei der Gestaltung von Wellen und Achsen zu beachten sind - Kerbarm gestalten- Montierbarkeit beachten
• Wo beginnt üblicherweise der Daueranriss einer Welle-Nabe-Verbindung? Daueranriss beginnt üblicherweise an der Nabenkante im Steifigkeitssprung zwischen Welle und Nabe
• Welche Funktionen haben Lagerungen im Allgemeinen? - Lagesicherung von rotierenden und/oder translatorisch bewegten Teilen- Kraftleitung bei Relativbewegungen
• Nennen Sie die Hauptprobleme welche alle Lagertypen gemein haben - Reibung (je nach Art des Lagers): Gleitreibung, Rollreibung, Bohrreibung- Verlust an mechanischer Energie- Erwärmung der Lagerstelle- Reibmomente und Reibkräfte- Fressen, Reibverschweißen (bei Ausfall der Schmierung)
• Wonach muss eine Welle zusätzlich zur Festigkeitsrechnung ausgelegt werden?) - Die biegekritische Drehzahl- Die torsionskritische Drehzahl- Die zulässige Biegeverformung- Die zulässige Torsionsverformung
• Welche Reibungszustande können in einem Gleitlager auftreten? - Haftreibung (Übergang von Haften zu Gleiten)- Haftschichtenreibung- Mischreibung (Spalt zwischen reibkörper ist teilweise mit Schmiermitel ausgefüllt)- Flüssigkeitsreibung (Bei hydrostatischer oder hydrodynamischer Schmierung)
• Nennen Sie drei Regeln, die fur die Auslegung von Gleitlagern zu beachten sind. - Lager im Dauerbetrieb nur rechts vom Minimum der Stribeckkurve mit genügend Sicherheitsabstand betreiben- Für Anlaufen und Auslaufen darf das Durchfahren des Mischreibungsgebietes keine Schaden hervorrufen- Für ausreichende Schmierstoffzufuhr muss gesorgt sein- Die erzeugte Reibungswarme muss abgeführt werden können

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