Prüfe eine Passfeder-Welle-Nabe-Verbindung nach DIN 6892:2025 mit dem überschlägigen Verfahren C. Aus Torsionsmoment, Wellen- und Passfedergeometrie, Anwendungsfaktor und den Festigkeiten von Welle, Nabe und Passfeder folgen das äquivalente und das zulässige Torsionsmoment, die Ausnutzung und die erforderliche Passfederlänge bei vorwiegend einsinnigem Moment.
Prüfe die Tragfähigkeit einer Passfeder-Welle-Nabe-Verbindung bei einsinnigem Torsionsmoment mit dem überschlägigen Verfahren C der DIN 6892.
Eingaben
Wellendurchmesser d sowie Breite b, Höhe h, Wellennuttiefe t₁, Gesamtlänge lPF und Form der Passfeder beschreiben die Geometrie; Anzahl der Passfedern, Nenntorsionsmoment Mtnenn mit Anwendungsfaktor KA sowie die Festigkeiten von Welle, Nabe und Passfeder beschreiben Last und Werkstoff.
Das Drehmoment wird über den kleinen Radius d in eine hohe Umfangskraft umgesetzt. Die Pressung sinkt mit der tragenden Fläche aus Höhe h − t₁ und tragender Länge – die Passfederbreite b geht dort nicht ein und verkürzt bei Form A sogar die tragende Länge. Gleichzeitig schwächt die Nut die Welle, weshalb eine rechnerisch ausreichende Passfeder trotzdem den Wellennachweis bestimmen kann.
Zusammenhang
Der Anwendungsfaktor skaliert das Nenntorsionsmoment zum äquivalenten Moment. Dieses wirkt über die Umfangskraft Ft = 2·Mteq/d auf die tragende Flanke aus Höhe h − t₁ und angerechneter Länge min(ltr; 1,3·d); daraus folgen zulässiges Torsionsmoment, Ausnutzung und erforderliche Passfederlänge.
Beispiel
Welle d = 40 mm mit Passfeder 12 × 8 nach DIN 6885-1 (t₁ = 5 mm), Form A, lPF = 63 mm, eine Passfeder. Mtnenn = 500 N·m bei KA = 1,25 ergibt Mteq = 625 N·m. Tragende Höhe 3 mm, tragende Länge 51 mm (ltr/d = 1,275, noch voll angerechnet). Die Nabe ist mit 300 MPa der schwächste Werkstoff, daraus folgt pzul = 270 MPa und Mtzul = 826,2 N·m. Die Ausnutzung beträgt 0,76, erforderlich wären nur 50,6 mm Passfederlänge – Methode C ist erfüllt.
Quellen und Grenzen: DIN 6892:2025-10 legt die Berechnungs- und Gestaltungsgrundlagen für Passfederverbindungen an metallischen Bauteilen fest; die Geometrie folgt DIN 6885-1/-2/-3 mit Ausnahme der Passfederlänge. Diese Umsetzung deckt ausschließlich Verfahren C bei einsinnigem Torsionsmoment ab und bildet die zulässige Pressung vereinfacht mit 0,9 · der kleinsten beteiligten Festigkeit ab. Nachweise für Welle und Nabe, Biegung, Ermüdung sowie die Verfahren A und B sind nicht enthalten.
Fachartikel
Passfederverbindung nach DIN 6892 prüfen im Detail
Prüfe die Tragfähigkeit einer Passfeder-Welle-Nabe-Verbindung bei einsinnigem Torsionsmoment mit dem überschlägigen Verfahren C der DIN 6892.
Was leistet eine Passfeder?
Eine Passfeder ist eine formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung. Ein prismatischer Stahlkeil liegt in einer Nut der Welle und greift in eine gegenüberliegende Nut der Nabe; das Drehmoment wird über die Flanken der Passfeder übertragen, nicht über Reibung. Typische Naben sind Zahnräder, Riemenscheiben, Kettenräder und Kupplungen. Der Formschluss ist überall dort im Vorteil, wo die Nabe montiert, demontiert oder getauscht werden soll, denn die Verbindung lässt sich ohne Erwärmen oder Pressen fügen. Genormte Abmessungen bedeuten allerdings nicht automatisch ausreichende Tragfähigkeit: Die Normreihe richtet sich allein nach dem Wellendurchmesser und kennt weder das übertragene Moment noch den Nabenwerkstoff. Deshalb ist die konkrete Verbindung rechnerisch nachzuweisen.
Was ist der Unterschied zwischen DIN 6892 und DIN 6885?
Die beiden Normen beantworten verschiedene Fragen. DIN 6885 legt die Geometrie fest: Sie ordnet jedem Wellendurchmesser genormte Breiten b, Höhen h und Nuttiefen t₁ zu. DIN 6892 legt die Berechnungs- und Gestaltungsgrundlagen fest, also den Festigkeitsnachweis der Verbindung für metallische Bauteile.
Beide greifen ineinander: DIN 6892 stützt sich für die Geometrie der Verbindung auf DIN 6885-1/-2/-3 – mit Ausnahme der Passfederlänge, die gerade das Ergebnis der Berechnung ist. Praktisch heißt das: erst die Abmessungen nachschlagen, dann die Länge rechnen.
Methode C ist das überschlägige Verfahren der DIN 6892. Sie nimmt eine konstante Flächenpressung über der tragenden Fläche an, statt die tatsächlich ungleichmäßige Verteilung über Länge und Höhe aufzulösen, und betrachtet ausschließlich das Torsionsmoment.
Daraus folgen klare Grenzen, die dieser Rechner auch prüft: Die tragende Länge wird höchstens bis 1,3·d angerechnet, weil sich die Last darüber hinaus praktisch nicht weiter verteilt; höchstens zwei Passfedern sind zulässig, und die zweite wird nur mit φ = 0,75 angerechnet. Fasen und Übergangsradien bleiben im vereinfachten Tragflächenmodell unberücksichtigt.
Wechselndes Drehmoment fällt aus dem Anwendungsbereich: Lastwechsel erfordern das genauere Verfahren B. Überschreitet die erforderliche tragende Länge die Grenze von 1,3·d, meldet der Rechner das ausdrücklich, statt eine unzulässig lange Passfeder auszuweisen.
Methode C eignet sich damit für die Vorauslegung und für vorwiegend einsinnige, quasistatische Momente. Sie ersetzt weder den Nachweis der Welle noch den der Nabe.
Formel und Variablen
Mteq = KA · Mtnenn
Ft = 2 · Mteq / d
htr = h − t₁
ltr = lPF − b (Form A) · lPF (Form B) · lPF − b/2 (Form AB)
Nenntorsionsmoment aus dem Betriebslastfall, vor dem Anwendungsfaktor.
KA
Anwendungsfaktor für Stöße und Ungleichförmigkeit; er skaliert Mtnenn zum äquivalenten Moment.
d
Wellendurchmesser an der Verbindung; er liefert den Hebelarm d/2 und die Längengrenze 1,3·d.
b, h, t₁
Passfederbreite, Passfederhöhe und Wellennuttiefe nach DIN 6885-1.
htr
Tragende Höhe h − t₁: der Anteil der Passfeder, der in der Nabennut anliegt.
ltr
Tragende Länge; sie hängt von der Passfederform ab und wird nur bis 1,3·d angerechnet.
i, φ
Anzahl der Passfedern und Lastteilungsfaktor: φ = 1,0 bei einer, φ = 0,75 bei zwei Passfedern.
pzul
Zulässige Flächenpressung; diese Umsetzung bildet sie mit 0,9 · der kleinsten der drei Festigkeiten ab.
Mtzul
Zulässiges Torsionsmoment der Verbindung nach Methode C.
Eingaben richtig wählen
Wellendurchmesser d sowie Breite b, Höhe h, Wellennuttiefe t₁, Gesamtlänge lPF und Form der Passfeder beschreiben die Geometrie; Anzahl der Passfedern, Nenntorsionsmoment Mtnenn mit Anwendungsfaktor KA sowie die Festigkeiten von Welle, Nabe und Passfeder beschreiben Last und Werkstoff. Das Drehmoment wird über den kleinen Radius d in eine hohe Umfangskraft umgesetzt. Die Pressung sinkt mit der tragenden Fläche aus Höhe h − t₁ und tragender Länge – die Passfederbreite b geht dort nicht ein und verkürzt bei Form A sogar die tragende Länge. Gleichzeitig schwächt die Nut die Welle, weshalb eine rechnerisch ausreichende Passfeder trotzdem den Wellennachweis bestimmen kann.
So benutzt du den Rechner
Trage Wellendurchmesser sowie Breite b, Höhe h, Wellennuttiefe t₁ und Gesamtlänge lPF der Passfeder ein; die Form (A, B oder AB) bestimmt, welcher Längenanteil trägt. Ergänze das Nenntorsionsmoment mit dem Anwendungsfaktor KA sowie die Festigkeiten von Welle, Nabe und Passfeder. Der Rechner liefert das äquivalente und das zulässige Torsionsmoment, die Ausnutzung und die erforderliche Passfederlänge.
Schritt-für-Schritt-Beispiel
Welle d = 40 mm mit Passfeder 12 × 8 nach DIN 6885-1 (t₁ = 5 mm), Form A, lPF = 63 mm, eine Passfeder. Mtnenn = 500 N·m bei KA = 1,25 ergibt Mteq = 625 N·m. Tragende Höhe 3 mm, tragende Länge 51 mm (ltr/d = 1,275, noch voll angerechnet). Die Nabe ist mit 300 MPa der schwächste Werkstoff, daraus folgt pzul = 270 MPa und Mtzul = 826,2 N·m. Die Ausnutzung beträgt 0,76, erforderlich wären nur 50,6 mm Passfederlänge – Methode C ist erfüllt.
So liest du das Ergebnis
Die Ausnutzung ist das äquivalente Moment geteilt durch das zulässige Moment; sie entspricht damit dem Verhältnis aus vorhandener und zulässiger Flächenpressung. Werte bis 1,0 erfüllen Methode C. Entscheidend ist, welcher der drei Werkstoffe die zulässige Pressung bestimmt – der Rechner weist die kleinste der drei Festigkeiten getrennt aus, und meist ist das die Nabe. Ein bestandener Passfedernachweis belegt nur die Verbindung selbst, nicht die Bauteile: Die Nut wirkt als Kerbe und senkt die Dauerfestigkeit der Welle, die deshalb bei dynamischer Belastung gesondert nachzuweisen ist – etwa mit dem Wellennachweis nach DIN 743 oder, für eine erste Bauraumabschätzung, mit der Wellendurchmesser-Vorbemessung. Eine längere Passfeder senkt die mittlere Pressung außerdem nur innerhalb des Modells – über 1,3·d wird kein zusätzlicher Anteil angerechnet, zusätzliche Länge bringt dort also nichts mehr. Reicht die Verbindung dauerhaft nicht aus, ist der Pressverband nach DIN 7190-1 eine alternative Welle-Nabe-Verbindung – kein erforderlicher Folgeschritt, sondern eine andere Bauart.
Durchmesser, Breite, Höhe, Nuttiefe und Längen in Millimeter, Torsionsmomente in N·m, Festigkeiten und zulässige Flächenpressung in MPa. Der Anwendungsfaktor und die Ausnutzung sind dimensionslos.
Typische Anwendungen
Auslegen einer Passfederverbindung für ein bekanntes Antriebsmoment, Prüfen einer vorhandenen Verbindung bei erhöhtem Betriebsmoment und Ermitteln der erforderlichen Passfederlänge, bevor die nächstgrößere Normlänge gewählt wird.
Annahmen, Grenzen und typische Fehler
DIN 6892:2025-10 legt die Berechnungs- und Gestaltungsgrundlagen für Passfederverbindungen an metallischen Bauteilen fest; die Geometrie folgt DIN 6885-1/-2/-3 mit Ausnahme der Passfederlänge. Diese Umsetzung deckt ausschließlich Verfahren C bei einsinnigem Torsionsmoment ab und bildet die zulässige Pressung vereinfacht mit 0,9 · der kleinsten beteiligten Festigkeit ab. Nachweise für Welle und Nabe, Biegung, Ermüdung sowie die Verfahren A und B sind nicht enthalten.
Typischer Fehler: Nicht die Gesamtlänge lPF mit der tragenden Länge verwechseln: Bei Form A tragen die gerundeten Enden nicht, es gilt ltr = lPF − b. Ebenso wenig ist die Passfederhöhe h die tragende Höhe – maßgebend ist der aus der Nabennut herausragende Anteil h − t₁, bei M40 also nur 3 mm von 8 mm. Und die zulässige Pressung folgt der schwächsten der drei Festigkeiten; eine hochfeste Passfeder in einer Grauguss-Nabe bringt keinen Gewinn.
Häufige Fragen
Was ist eine Passfeder?
Ein prismatischer Stahlkeil, der in einer Wellennut sitzt und in eine gegenüberliegende Nabennut greift. Er überträgt das Drehmoment formschlüssig über seine Flanken, nicht über Reibung.
Was ist der Unterschied zwischen Passfeder und Passfedernut?
Die Passfeder ist das eingelegte Bauteil, die Nut die Aussparung, die dafür in Welle und Nabe gearbeitet wird. Für die Berechnung zählt beides zusammen: Die Nuttiefe t₁ bestimmt über h − t₁, wie viel Passfederhöhe überhaupt trägt.
Wie berechne ich die erforderliche Passfederlänge?
Aus dem äquivalenten Moment, der tragenden Höhe, dem Wellendurchmesser und der zulässigen Pressung folgt die erforderliche tragende Länge; der Rechner gibt sie direkt aus und rechnet je nach Form b oder b/2 zur Gesamtlänge hinzu. Anschließend die nächstgrößere Normlänge wählen.
Was ist der Unterschied zwischen DIN 6885 und DIN 6892?
DIN 6885 normt die Abmessungen von Passfeder und Nut, DIN 6892 den Festigkeitsnachweis der Verbindung. DIN 6892 übernimmt die Geometrie aus DIN 6885-1/-2/-3, mit Ausnahme der Passfederlänge.
Was berechnet Methode C der DIN 6892?
Das überschlägig zulässige Torsionsmoment einer Passfederverbindung bei konstant angenommener Flächenpressung, dazu die Ausnutzung und die erforderliche Passfederlänge. Andere Lastarten als Torsion sind nicht enthalten.
Wann brauche ich Verfahren B statt Methode C?
Sobald das Moment die Richtung wechselt, sowie bei Lastkollektiven und wenn die erforderliche tragende Länge die Grenze 1,3·d überschreitet. Verfahren B löst die Lastverteilung genauer auf und behandelt Lastwechsel.
Darf ich zwei Passfedern verwenden?
Ja, Methode C lässt eine oder zwei zu; mehr liegt außerhalb ihres Anwendungsbereichs, und der Rechner weist das ab. Zwei um 180° versetzte Passfedern sind fertigungstechnisch anspruchsvoll, weil beide gleichzeitig anliegen müssen.
Verdoppeln zwei Passfedern die Tragfähigkeit?
Nein. Wegen der ungleichen Lastteilung wird die zweite Passfeder nur mit φ = 0,75 angerechnet, das ergibt den Faktor 1,5 statt 2,0. Im Beispiel unten steigt das zulässige Moment von 826 N·m auf 1.239 N·m.
Warum ist die tragende Länge kürzer als die Gesamtlänge?
Bei Form A sind beide Enden gerundet und tragen nicht, deshalb gilt ltr = lPF − b. Form AB ist einseitig gerundet (lPF − b/2), nur die gerade Form B trägt über die volle Länge.
Was begrenzt die Tragfähigkeit einer Passfederverbindung?
Die Flächenpressung an der schwächsten der drei beteiligten Festigkeiten – Welle, Nabe oder Passfeder – auf der Fläche htr · ltr. Da Naben oft aus weicherem Werkstoff bestehen, ist meist die Nabe maßgebend.
Prüft der Rechner auch die Welle?
Nein. Er weist ausschließlich die Passfederverbindung nach. Die Welle selbst mit der Kerbwirkung der Nut ist separat nachzuweisen, bei dynamischer Belastung beispielsweise nach DIN 743.
Rechnet der Rechner eine Schubspannung in der Passfeder?
Nein. Methode C und diese Umsetzung führen den Nachweis über die Flächenpressung. Ein klassischer Abschernachweis der Passfeder ist nicht Bestandteil dieser Berechnung und wird hier auch nicht ausgegeben.
Ist Methode C bei wechselndem Drehmoment anwendbar?
Nein. Der Rechner gilt ausdrücklich nur für einsinniges Torsionsmoment. Bei Lastwechseln wandert die Last zwischen den Flanken, das Spiel wirkt sich aus, und der Nachweis gehört nach Verfahren B geführt.
Kann ich die Passfeder einfach länger machen, um mehr zu übertragen?
Nur bis 1,3·d. Im Beispiel unten bringt eine Verlängerung von 63 mm auf 80 mm nur noch 842 statt 826 N·m, weil die angerechnete tragende Länge bei 52 mm stehen bleibt. Darüber hilft nur ein größerer Durchmesser, eine zweite Passfeder oder eine andere Verbindungsart.
C
Überschlägige Methode C
Was dieser Rechner leistet
Aus Drehmoment, Anwendungsfaktor, Passfedergeometrie und Werkstofffestigkeiten folgen zulässiges Torsionsmoment, Ausnutzung und erforderliche Passfederlänge.
Passfedern sind besonders praktisch, wenn Montage, Demontage oder Instandsetzung wichtig sind. Die vereinfachte Rechnung passt zu überwiegend einseitigem, quasi-statischem Drehmoment.
Wechselndes oder stoßartiges Drehmoment verlangt eine genauere Bewertung als Methode C.
02
Welle und Nabe
Die Pressung ist nur ein Teil des Nachweises; Nutkerben schwächen beide Bauteile.
03
Geometrie aus Produktnorm
Breite, Höhe, Nutform und Toleranzen passend zu DIN 6885 festlegen.
Sinnvolle Anschlussnormen
01
DIN 6892 Methode A/B
Detailliertere Lastverteilung und Bauteilbeanspruchung bei anspruchsvollen Fällen.
02
DIN 743
Tragfähigkeitsnachweis der genuteten Welle unter kombinierter und wechselnder Last.
03
DIN 6885
Standardisierte Passfeder- und Nutgeometrie für Konstruktion und Fertigung.
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