Benutzer:Daniel.schroembgens/Schrumpfscheibe Daniel

Schrumpfscheiben sind kraftschlüssige, lösbare Welle-Nabe-Verbindung. Sie dienen zur Übertragung von Momenten und Kräften über die Erzeugung einer Pressung zwischen Welle und Nabe. Im Gegensatz zum Spannsatz liegt die Schrumpfscheibe selbst nicht im Kraftfluss.

Aufbau und Funktionsprinzip

Es gibt mehrere Arten von Schrumpfscheiben, die sich in ihrem Aufbau unterscheiden. Im einfachsten Fall besteht eine Schrumpfscheibe aus einem Innenring, einem Außenring und mehreren Schrauben. Die gesamte Welle-Nabe-Verbindung besteht weiterhin aus der Nabe und der Welle, wobei zwischen Welle und Nabe eine Spielpassung herrscht. Auch der Innenring der Schrumpfscheibe besitzt eine Spielpassung gegenüber dem Außendurchmesser der Nabe.

Funktionsprinzip der Schrumpfscheibe währden der Montage

Mit Hilfe der Schrauben können der Innen- und der Außenring über die Kegelflächen miteinander verspannt werden. Die Verspannung der Bauteile sorgt für ein Schrumpfen des Innenringes. Auf diese Weise wird als Erstes das Spiel 1 zwischen Innenring und Nabe überwunden. Ein weiteres Anziehen sorgt für eine Pressung zwischen Innenring und Nabe und letztendlich für ein Schrumpfen des Nabeninnendurchmessers. Auf diese Weise wird das Spiel 2 zwischen Welle und Nabe überwunden und im weiteren Verlauf eine Pressung erzeugt, die, vergleichbar einer Zylinderpressverbindung, zur Momenten- und/oder Kraftübertragung genutzt werden kann. Hierbei ergibt sich das Moment $M$ aus der Pressung $p_{WN}$ zwischen Welle und Nabe multipliziert mit der Mantelfläche $\pi \cdot d\cdot b$, dem Reibwert $\mu$ und dem Hebelarm ${\frac {d}{2}}$, es gilt:

$M=p\cdot \pi \cdot d\cdot b\cdot \mu \cdot {\frac {d}{2}}$

Als weitere Varianten bieten die Hersteller Schrumpfscheiben mit mehreren Innen- und/oder Außenringen, sowie der Möglichkeit die Bauteile hydraulisch zu verspannen. Bei der hydraulischen Schrumpfscheibe kann die Montagezeit erheblich reduziert werden.

Zudem sind Sonderbauformen für den jeweiligen Anwendungsfall möglich. Schrumpfscheiben werden mit Innendurchmesser von 12 mm bis über 1000 mm hergestellt. Sie sind nicht genormt, die verschiedenen Modelle der Hersteller ähneln sich aber in Leistung und Abmessungen. Der Aufbau und die Anwendung sind ähnlich einem Spannsatz. Der Vorteil der Schrumpfscheibe im Vergleich zum Spannsatz liegt darin, dass die Kegelflächen nicht im Kraftfluss liegen. Somit wird ein anliegendes Moment bzw. eine Axialkraft direkt von der Nabe auf die Welle übertragen. Dadurch können über Oberflächenbearbeitung und/oder Beschichtung an den Kegelflächen geringe Reibwerte gewählt werden. Auf diese Weise erhöht sich die Pressung zwischen Welle und Nabe bei gleichen Schraubenanziehmoment und somit das übertragbare Moment, ohne das die Gefahr von Durchrutschen an den Kegelflächen besteht. Im Gegenzug benötigen Schrumpfscheiben meist einen größeren Bauraum als Spannsätze.

Anwendungen

Zur Verbindung zweier Bauteile mittels Schrumpfscheibe sind lediglich zylindrische Flächen am Außendurchmesser der Welle sowie am Innen- und Außendurchmesser der Nabe notwendig, wodurch die Fertigung günstig ist. Zudem gehört die Verbindung mittels Schrumpfscheibe zu den lösbaren Welle-Nabe-Verbindungen, sodass eine einfache Wartung bzw. ein Austausch der verbundenen Bauteile möglich ist. Typischerweise werden Schrumpfscheiben auf Getriebehohlwellen und in Kombination mit Kupplungsteilen angewendet. Sie werden also zur Übertragung von Dreh- und Biegemomente sowie Axial- und Radiallasten eingesetzt.

Weblink

• Beispiel eines Herstellers von Schrumpfscheiben

Einzelnachweise

[[Kategorie:Maschinenelement]]