Wellen mit Schlüssel.

Was sind Schlüsselschäfte?

Gefederte Wellen, auch bekannt als gefederte Drehwellen oder Passfederwellen, sind ein Kernbestandteil des Angebots an linearen und rotativen Komponenten von Accu. Sie werden mit folgenden Materialien bearbeitet eine Längskeilnute, die rotierende Bauteile an der Welle befestigt, sodass das Drehmoment ohne Verrutschen übertragen wird. Jede Welle ist ein gerader, präzisionsgeschliffener zylindrischer Stab, an dessen Oberfläche ein rechteckiger Schlitz gefräst ist. Er ist so dimensioniert, dass eine passende Passfeder aufgenommen werden kann, die zur Hälfte in der Welle und zur Hälfte in der Nabe des darüber montierten Bauteils sitzt. Diese mechanische Verriegelung macht es überflüssig, sich allein auf Reibung zu verlassen. So entsteht eine formschlüssige Antriebsverbindung, die ihre Position auch bei wechselnden Belastungen, Schockstarts und kontinuierlich hohen Drehmomenten beibehält

Jede Passfeder wird nach einer etablierten Maßnorm gefräst, ANSI B17.1-1967 für imperiale Wellen und DIN 6885-1 für metrische Wellen, sodass Passfedern und Naben mit einer passenden Norm direkt hineinpassen. Diese Austauschbarkeit macht Passwellen zu einer zuverlässigen Wahl für die Kraftübertragung in der Automatisierung, Robotik, Fördertechnik und im allgemeinen Maschinenbau, wo eine vorhersehbare Antriebsschnittstelle genauso

So funktionieren Kardanwellen.

Montage beginnt damit, dass das passende Bauteil, in der Regel ein Zahnrad, eine Riemenscheibe, ein Kettenrad oder eine Kupplung, über die Welle geschoben wird, bis die eigene Nut mit dem Schlitz in der Welle übereinstimmt. Anschließend wird eine Passfeder in die kombinierte Tasche gesteckt, wodurch der Spalt zwischen Welle und Nabe gefüllt wird. Das Bauteil wird dann mit einem Wellenbund, einem Sicherungsring oder einer Madenschraube axial befestigt . Nach dem Zusammenbau wird das Antriebsmoment von der Welle auf die Seitenfläche der Passfeder übertragen und dann durch die Gegenfläche der Nabenkeilnut nach außen geleitet, sodass die Last nicht durch Klemmreibung, sondern durch Scherkraft und Lagerung abgetragen wird. Da es sich bei dem Schlüssel um ein eigenständiges, austauschbares Teil handelt, kann es auch so spezifiziert werden, dass es zuerst ausfällt, um die teurere Welle und das dahinter liegende Getriebe zu schützen

Nehmen wir den Antrieb eines Bandförderers an einer Verpackungslinie. Der Getriebeausgang treibt eine drehbare Welle mit Passfeder an, die in zwei Kissenblocklagern läuft. In der Mitte der Welle ist eine verzahnte Antriebsscheibe angebracht, die von Wellenkranzen auf beiden Seiten in der Mitte gehalten wird. Jedes Mal, wenn die Anlage unter voller Ladung des Produkts in Betrieb genommen wird, kommt es auf der Riemenscheibe zu einer Drehmomentspitze, die bei einer ausschließlich auf Reibung beruhenden Passung dazu führt, dass der Riemen aus der Bahn gerät. Der Schlüssel fängt diese Spitze auf und sorgt dafür, dass die Riemenscheibe auf der Welle bleibt. Aus diesem Grund ist die gleiche Anordnung in Roboterportalen, landwirtschaftlichen Antriebssträngen sowie Pumpen- und Motorkupplungen

Materialien, aus denen die Wellen mit Passfeder hergestellt werden

Das Sortiment an Passwellen von Accu wird aus technisch hochwertigen Metallen gefertigt, die jeweils so ausgewählt wurden, dass sie ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Torsionsfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und rotierender Masse für eine andere Anwendungsklasse aufweisen:

• Edelstahl — (303): Ein frei bearbeitbarer austenitischer Edelstahl mit fester allgemeiner Korrosionsbeständigkeit, hergestellt nach ASTM A-582 Cond A.
• Edelstahl — Marine (A4): Bietet eine hervorragende Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit in Meeresqualität für Abwasser- und Küstenumgebungen. Hergestellt nach ASTM A-276 Cond A.
• Stahl — (C45): Ein nach ASTM A108 hergestellter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der eine hohe Zugfestigkeit und Haltbarkeit zu wettbewerbsfähigen Kosten pro Welle bietet.
• Stahl — (1144): Eine Sorte mit Spannungsarmierung mit außergewöhnlicher Streckgrenze und Ermüdungsbeständigkeit, die härteste Option in der Reihe von Rockwell C22 bis C25, hergestellt nach ASTM A311.
• Aluminium — (Klasse 2024-T4): Etwas mehr als ein Drittel des Gewichts einer entsprechenden Stahlwelle, mit einem hohen Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, das für Baugruppen mit geringem Trägheitsmoment und schnell reversierenden Baugruppen geeignet ist. Hergestellt nach ASTM B211 2024-T4 und T351.

Unabhängig vom Grundmetall wird jede Welle der Serie präzise geschliffen, um eine gleichbleibende Oberflächengüte und Durchmessertoleranz zu gewährleisten, sodass Naben und Lager ohne weitere Vorbereitung sauber aufgleiten.

Passfederwellen sind in Größen und Ausführungen erhältlich.

Das Sortiment an Passwellen von Accu ist sowohl in imperialen als auch in metrischen Serien mit einer breiten Palette von Durchmessern, Längen und Nutdurchmessern erhältlich, um einer Reihe anspruchsvoller technischer Anforderungen gerecht zu werden:

• Außendurchmesser (OD): 5/16 Zoll bis 2-7/16 Zoll imperial, 8 mm bis 50 mm metrisch.
• Länge (L): 3" bis 72" imperial, 300 mm bis 1800 mm metrisch.
• Nutbreite (KW): 3/32 Zoll bis 5/8 Zoll imperial, 2 mm bis 14 mm metrisch.
• Nuttiefe (KH): 3/64 Zoll bis 5/16 Zoll imperial, 1,2 mm bis 5,5 mm metrisch.
• Fertigungsstandard: ANSI B17.1-1967 imperial, DIN 6885-1 metrisch.
• Toleranz für den Außendurchmesser (OD): ±0,0025 Zoll, +0/-0,003 Zoll und +0/-0,0035 Zoll imperial, +0/-0,05 mm und +0/-0,076 mm metrisch.
• Längentoleranz (L): ±0,062 Zoll imperial, ±1,6 mm metrisch.
• Geradheitstoleranz: 0,012 Zoll/ft imperial, 0,33/300 mm metrisch.
• Härte: Rockwell B40 bis Rockwell C25.
• Zugfestigkeit: 30.000 psi bis 108.000 psi.

Abmessungen der Keilnuten sind in der geltenden Norm anhand des Durchmessers festgelegt, sodass jede Welle mit der für ihre Größe richtigen Passfeder geliefert wird und keine separate Auswahl erforderlich ist. Die Materialverfügbarkeit ist an den Extremen des Spektrums begrenzt: Aluminium wird auf imperialen Wellen bis 1 Zoll angeboten, der Durchmesser 15/16 Zoll wird nur in Stahl (C45) bearbeitet, und die metrische Serie ist in den vier Edelstahl- und Stahlsorten erhältlich.

Häufig gestellte Fragen:

F: Was bedeutet „Welle mit Passfeder“?

A: Eine Welle mit Passfeder ist eine rotierende Welle mit einer Nut. Dabei handelt es sich um eine rechteckige Nut, die entlang ihrer Außenfläche in Längsrichtung gefräst ist. Der Begriff beschreibt eher das Vorhandensein dieser Nut als einen bestimmten Durchmesser oder ein bestimmtes Material. Für die Passfeder ist eine separate Passfeder vorgesehen, die die Welle und die Nabe aller Teile, die darauf montiert sind, überbrückt und die beiden miteinander verriegelt, sodass sie sich wie eine Einheit drehen. Manchmal wird dasselbe Bauteil als Welle mit Passfeder oder als Drehachse mit Passfeder aufgeführt.

F: Wie viel Drehmoment kann eine Welle mit Keilfeder aufnehmen?

A: Es gibt keine einzige Zahl, da die Drehmomentkapazität von der Baugruppe und nicht von der Welle selbst bestimmt wird. In der Regel gelten dabei zwei Grenzwerte: Scherung über den Querschnitt der Passfeder und Auflagedruck auf die Kontaktflächen der Keilnuten von Welle und Nabe. Beide skalieren mit der Breite der Passfeder und ihrer Eingriffslänge sowie mit der Scher- und Druckfestigkeit der Keil- und Schaftwerkstoffe. Aus diesem Grund überträgt eine Welle mit größerem Durchmesser mehr Drehmoment über ihre entsprechend größere Passfeder. Für jede spezifische Anwendung wird das schwächste der drei Elemente, nämlich Passfeder, Wellenkeilnut und Nabenkeilnut, berechnet. Dann wird ein Sicherheitsfaktor für Stoß- oder Umkehrlasten angewendet

F: Was ist der Zweck einer Passfeder an einer Welle?

A: Der Schlüssel macht aus einem Schlupfschluss einen positiven Antrieb. Ohne sie ist ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe, die auf eine glatte Welle geschoben wird, auf Reibung angewiesen. Diese lockert sich bei Vibration und rutscht ab, sobald das Drehmoment ansteigt. Der Schlüssel sitzt in passenden Rillen in beiden Teilen und blockiert physisch die relative Drehung, sodass der Antrieb nicht durch Klemmkraft, sondern durch Kontakt mit Metall übertragen wird. Es dient auch zwei sekundären Zwecken: Es bestimmt die Winkelposition des Bauteils auf der Welle, was überall dort wichtig ist, wo es auf die richtige Zeit ankommt, und es dient als gezielte Schwachstelle, indem es bei Überlastung schert, um Welle, Getriebe und Antriebsmaschine zu schützen

Maßgeschneiderte Wellen mit Schlüssel Herstellung.

Hochpräzise, maßgeschneiderte Herstellung von Wellen mit Schlüssel nach Kundenspezifikation. Modernste Anlagen, spezialisiert auf Prototyping in kleinen Chargen und Fertigung im großen Maßstab.