Einpresskraft einer Kegelverbindung

Was beschreibt diese Größe?

Roloff/Matek leitet aus Umfangsreibkraft und Kräftezerlegung am Kegel die erforderliche axiale Einpresskraft ab. Mit demselben Haftbeiwert gegen Rutschen und Lösen vereinfacht sich Gleichung 12.29 zur verwendeten Form.

Formel und Variablen

Fe = 2·SH·T/DmF · [cos(α/2)+sin(α/2)/μ]

• Fe = 2 SH T / DmF · [cos(α/2) + sin(α/2)/μ]

Eingaben richtig wählen

T ist das sicher zu übertragende Moment, DmF der mittlere Fugendurchmesser, μ der Haftbeiwert, SH die Haftsicherheit und α der volle Kegelwinkel. In der Kräftezerlegung wirkt der halbe Winkel α/2.

So benutzt du den Rechner

Zielgröße auswählen, alle übrigen Felder mit den Größen des tatsächlich betrachteten Bauteils füllen und die Einheiten kontrollieren. Das Resultat anschließend mit den genannten Modellgrenzen sowie den erforderlichen Festigkeits-, Sicherheits- und Betriebsnachweisen abgleichen.

Schritt-für-Schritt-Beispiel

500 N·m, 100 mm, μ=0,1, SH=1,3 und α=5,72° ergeben rund 19,48 kN.

Ergebnis und Einheiten verstehen

Fe ist die erforderliche axiale Montage- oder Vorspannkraft, nicht die Normalkraft in der Fuge. Die Seite verlinkt deshalb zum getrennten Reibmoment- und Kegelgeometrie-Rechner.

Der Rechner wandelt intern in kohärente SI-Einheiten um. Längen, Kräfte, Momente, Spannungen und Winkel dürfen daher in den angebotenen Einheiten eingegeben werden; dimensionslose Faktoren werden als Dezimalzahl eingegeben.

Was aus Roloff/Matek übernommen wurde

Verwendet wird ausschließlich die geschlossene Beziehung aus Kapitel 12.3.2, Gleichung (12.29). Tabellenwerte, Werkstoffgrenzen und konstruktive Detailnachweise werden nicht stillschweigend ergänzt; sie bleiben sichtbare Eingaben oder ausdrücklich außerhalb des Modells.

Typische Anwendungen

Einpresskraft einer Kegelverbindung eignet sich für Variantenvergleich, Plausibilitätskontrolle und frühe Dimensionierung innerhalb des jeweiligen Maschinenelement-Clusters. Für die Freigabe einer Konstruktion sind die weiterführenden Nachweise des genannten Kapitels erforderlich.

Annahmen, Grenzen und typische Fehler

Ideale, toleranzfreie Kegelverbindung und gleicher Haftbeiwert gegen Rutschen und Lösen; Aufschub, Fugendruck, Bauteilelastizität, Drehzahl und Montageverluste separat prüfen.

Typischer Fehler: Typische Fehler sind eine falsch verstandene Wirklänge oder Kraft, Prozentwerte statt Dezimalzahlen und das Gleichsetzen der Vorberechnung mit einem vollständigen Nachweis. Besonders wichtig: Ideale, toleranzfreie Kegelverbindung und gleicher Haftbeiwert gegen Rutschen und Lösen; Aufschub, Fugendruck, Bauteilelastizität, Drehzahl und Montageverluste separat prüfen.