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Thema: Zuverlssig (formschlssige) Welle-Nabe Verbindung

  1. #1

    Zuverlssig (formschlssige) Welle-Nabe Verbindung

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    Hallo zusammen,

    ich bin gerade dabei das Konstruieren zu lernen und wurde bald gerne
    einige kleine Maschinen konstruieren. Ein groes Problem was ich zur
    Zeit sehe, ist wie man eine zuverlssige Verbindung zwischen Bauteilen
    schafft.

    Ich wrde zum Beispiel gerne eine Vorrichtung bauen, mit der ich die
    Bahn der Sonne verfolgen kann, wie soetwas:
    https://grabcad.com/library/dual-axis-solar-tracker-2

    Ich habe mit meinem Prusa-3D Drucker schon ein Zahnrad gedruckt, dass
    von einem Metallzahnrad angetrieben wird, welche mit einer kleinen
    Schraube gegen den Schaft befestigt wird.

    So hnlich wie das hier:
    https://www.google.de/search?q=zahn...5#imgdii=aqe...

    Mein Problem dabei ist aber, dass das ja nur eine Kraftschlssige
    Verbindung ist. Wenn ich jetzt etwas bauen wil, dass 30 Jahre auf einem
    Dach ohne Wartung auskommen soll, finde ich soetwas nicht geeignet.

    Die meisten Eletromotoren die ich so gefunden habe haben einen runden
    Schaft. Weiss jemand warum es so wenige Schafte gibt, die zum Beispiel
    eine abgeflachte Seite haben, damit die Verbindung formschlssig und
    damit (meiner Meinung nach) zuverlssiger wird?
    Oder werden solche Motoren einfach nur dort verwendet, wo ein Nachziehen
    der Schrauben akzeptabel wre? Kennt jemand Formeln um zuverlssig zu
    berechnen, wie fest die Schraube angezogen werden muss?

    Viele Gre

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von vohopri
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    Zitat Zitat von FREYSUCKER Beitrag anzeigen
    Weiss jemand warum es so wenige Schafte gibt, die zum Beispiel
    eine abgeflachte Seite haben, damit die Verbindung formschlssig und
    damit (meiner Meinung nach) zuverlssiger wird?
    Ja, das ist einfach zu beantworten:

    Das Konstruieren und Bauen von Maschinen ist kein Legospiel. Maschinenbau - auch in der hobymssigen Bastelform beinhaltet Metallbearbeitung. Wenn ein Lieferant einen Motor anbietet, macht er das meist mit einer runden Welle, die jeder Kunde nach seinen eigenen Plnen bearbeiten kann. In jedem Lehrbuch fr Maschinenbau steht drin, welche Mglichkeiten gebruchlich sind. Einige davon wirst wohl erlernen mssen, wenn du selbst konstruierte Maschinchen bauen willst. Lehrbcher sind auf jedem Niveau erhltlich: Berufsschul Lehrbcher, Fachschul Lehrbcher, bis hin zu den Universitts Lehrbchern.

    Jede der blichen Mglichkeiten hat so ihre Vor- und Nachteile. Jede Variante muss an die Situation im Gesamtkonzept angepasst werden. Deine Meinung, dass eine kraftschlssige Verbindung grundstzlich weniger zuverlssig ist, als eine formschlssige, ist falsch. Jede Variante muss man beherrschen und RICHTIG, situationsgerecht anwenden.

    Ich selbst habe jahrelang professionell Metallbearbeitung betrieben. Aber jetzt, wenn ich auf dem Kchentisch ein Spielzeug bastle, dann habe ich ganz andere Mglichkeiten. Ich habe andere Maschinen und anderes Werkzeug. Jetzt baue ich Einzelstcke und muss nicht so rationell auf jede Minute schauen. Aber Zuverlssigkeit und Genauigkeit sind nach wie vor gefragt und leicht erreichbar.

    In diesem Thread hab ich das mal vorgezeigt:
    http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=36497
    hier siehst du unter vielen anderen Maschinenbaudetails auch die Rad - Welle Befestigung mit einem Mitnehmer. Die ist dort so krftig ausgefhrt, dass sie besser funktioniert, als so manche formschlssige Verbindung in der GLEICHEN GRSSENORDNUNG. Blttere mal in Ruhe die Darstellungen durch. Mit der Suchfunktion des Forums und mit den Suchmaschinen des Internet ist das aber auch ganz leicht zu finden. Nur suchen musst du selbst.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Mit Wellenverbindungen zum klemmen kann man einige Nm bertragen. Sicherer als mit einer kleinen Schraube die gegen einen Schaft drckt.

    Hab die beim Wohnwagen, Motoren an die Kurbelsttzen geflanscht, 5 Nm sind kein Problem
    alles ber meinen Rasenmherroboter (wer Tippfehler findet darf sie gedanklich ausbessern, nur fr besonders kreative Fehler behalte ich mir ein Copyright vor.)

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    343
    Mit Madenschrauben direkt auf der Welle klemmen macht man nur bei Spielzeug. Schau hier mal durch:
    http://se.maedler.de/product/1643/sp...n-taperbuchsen

    Wenn es nie wieder demontiert werden muss, kann man auch hochfeste Schraubensicherung (Loctite 648 u..) verwenden und das Teil auf die Welle kleben, wenn die Drehmomente nicht zu gro sind.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von vohopri
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    Da muss man einfach unterscheiden: Mit Madenschrauben auf die Welle klemmen kann schon sinnvoll sein. Das macht man durchaus bei Stellringen, Zeigern und hnlichem. Aber nennenswertes Drehmoment kann man damit nicht sinnvoll bertragen. Also fr Mitnehmer, Wellenflansche, Rder aller Art eignet sich das nicht. Entweder rutscht das bald durch, oder man verformt die Welle bzw. die Verbindung, wenn man mehr Druck als blich anwendet.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Geistesblitz
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    Eine gute Mglichkeit ist auch Aufschrumpfen, man fertigt das Zahnrad also mit einer zu kleinen Bohrung (bei Kunststoff sollten das schon so 0,1-0,2mm Unterma sein), erwrmt es dann und schiebt es auf die Welle. Beim Abkhlen schrumpft es wieder und klemmt dann richtig fest. Da sich Kunststoff viel strker mit der Wrme dehnt als zB. Stahl knnte man es auf diese Art auch wieder lsen, um es abzubekommen. Es darf natrlich nicht anfangen zu schmelzen, also nur mit einem Fn erwrmen oder so.

    Das Problem bei Madenschrauben ist auch, dass diese nur einseitig auf die Welle drcken und gerade bei Kunststoff dazu fhren, dass die Nabe eiert. Aber auch bei Metall kann das passieren, wenn beispielsweise die Bohrung etwas zu gro ist.

    Achja, man kann auch Nabe und Welle gemeinsam quer durchbohren und mit einem Federstift sichern.
    AI - Artificial Idiocy

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionr Avatar von oberallgeier
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    Eine gute Mglichkeit ist auch Aufschrumpfen ..
    Das ist eine der wirklich weit verbreiteten Verbindungsarten von Wellen und Abtriebselementen. Man kann ja nicht nur aufschrumpfen - auch der Abbau geht ganz ordentlich. Da muss man eben schnell und "punkt"genau das Abtriebselement hochheizen, sodass der zeitliche Verzug beim Wrmebergang auf die Welle dem werten Montageteam nicht in die Suppe spuckt. Das Verfahren lsst sich ziemlich gut rechnen. Weit verbreitet sind Keilverbindungen bzw. Passfedern - ist halt viel Kantenwirkung in der Welle-Nabenverbindung dabei.

    Aufklemmen ist ein gutes Stichwort, siehe z.B. unter taperlock oder (konische) Spannhlsen.

    Unterschiedliche Verfahren sind oft gekennzeichnet durch die Abmessungen - ist ja oben schon fters angefhrt. Und z.B. bei den kleinen CNC-Frsen oder 3D-Druckern sind unterschiedliche Welle-Welle-Verbindungen schn zu sehen.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Aufschrumpfen und alle anderen reibschlssigen Verbindungen werden bei Kunststoff wenig Erfolg haben, das funktioniert nur bei hinreichend festen und harten Werkstoffen. Fr Motorritzel ist meistens das einfachste, ne Flachstelle an die Welle zu feilen und ein Metallritzel mit Madenschraube zu verwenden.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von Slowly
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    optimal ist eine Passfeder Mitnahme Verbindung.
    Im Hobbybereich nur schwer zu realisieren.

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