2.1. Ausgewählte Formelemente

Grundlegende Technische Begriffe und Definitionen

In den einzelnen Übungen sollen mit dem CAD-System Siemens NX verschiedene Elemente und Teile erzeugt werden, die dem einen oder anderen sicher bekannt sind, von denen viele aber nicht wissen, was sie darstellen und wozu sie benutzt werden. Daher werden im folgenden einige der in der Übung verwendeten Elemente mit einer kurzen Erläuterung aufgelistet.

• Welle: Eine Welle ist ein Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten. Sie wird in allen Bereichen des Maschinenbaus eingesetzt: z.B. als glatte Welle im Getriebebau oder als Kurbelwellen in Motoren zur Umformung linearer Bewegungen in Rotationsbewegungen und umgekehrt.

• Achse: Eine Achse gleicht von der Geometrie her einer glatten Welle, sie überträgt aber kein Drehmoment. Achsen dienen zum Tragen und Lagern anderer Teile wie z.B. Rollen oder Rädern. Sie können feststehend oder mitlaufend ausgeführt sein. Beispiel: Umlenkrollen an Flaschenzügen laufen auf Achsen.

• Bohrung: Bohrungen werden unterschieden in Durchgangsbohrungen und Sacklochbohrungen. Durchgangsbohrungen verlaufen durch das ganze Werkstück, d.h. der Bohrer tritt an der Unterseite des Werkstücks wieder aus. Sacklochbohrungen dagegen werden nur mit einer bestimmten Tiefe in das Werkstück gesetzt, wodurch der sogenannte Bohrerkegel entsteht, das ist der kegelförmige "Boden" der Sacklochbohrung.

Beide Bohrungsarten sehen sie im obigen Bild. Die mittlere Bohrung stellt eine Bohrung mit Ansenkung dar. Sie wird verwendet, um den Kopf der Schraube bei einer Schraubenverbindung vollständig im Werkstück zu versenken. Folgend sind einige Beispiele für Schraubenverbindungen zweier Werkstücke abgebildet, bei denen die genannten Bohrungsarten auftreten.

• Rundung: Rundungen werden meist an Wellen angebracht, die über ihre Länge verteilt Absätze mit verschiedenen Durchmessern besitzen. Sie sitzen dort, wo sich der Wellendurchmesser "sprunghaft" ändert. Rundungen haben meistens fertigungstechnische Gründe, d.h. die Bearbeitung der Welle ist einfacher. Sie bieten aber auch Vorteile bei der Festigkeit der Welle, da der Spannungsverlauf in der Welle besser ist.

• Freistich: Durch Freistiche wird erreicht, dass bei der Fertigung von Drehteilen der Drehmeißel frei auslaufen kann. Freistiche gewährleisten ein exaktes Anliegen von angrenzenden Bauteilen und sie verringern die Kerbwirkung, durch das Vermeiden eines scharfkantigen Übergangs. Sie sind nach DIN 509 genormt (siehe Kapitel "3.3. Freistiche nach DIN 509: Form E und F").

• Fase: Fasen sind abgeschrägte Flächen (meist im Winkel von 45°), die durch Bearbeitung einer Kante entstehen. Die meisten Teile, die maschinell bearbeitet werden und später "in Kontakt" mit Menschen stehen, werden angefast, um scharfe Kanten und somit Verletzungen zu vermeiden und um den Bearbeitungsgrat zu entfernen, oder um die Montage weiterer Bauteile wie Lager oder Zahnräder zu vereinfachen/zu ermöglichen.

• Nut: Eine Nut ist eine längliche Führungs- oder Passvertiefung, meist mit Rechteckquerschnitt, die z.B. in Wellen, Balken, Platten, usw. vorkommt. Die Nut ist nicht nur eine Führung für das Teil, das in ihr sitzt, sie stellt auch oft eine formschlüssige Verbindung her. Zu den am häufigsten verwendeten Nuten im Maschinenbau gehören die Passfedernut (in Wellen), die T-Nut (z. B. in Maschinentischen) und die Ringnut (auf Wellen oder Achsen).

• Rippe: Rippen dienen der Verstärkung und Versteifung flächiger Bauteile. Sie sind meist in Form von zusätzlichen Verstrebungen am jeweiligen Teil angebracht oder werden, z.B. bei Gußteilen, direkt in der Gußform vorgesehen. Beim Gießen bieten Rippen einige Vorteile: sie nehmen Belastungen auf und verhindern so Bauteilverformungen, durch Rippen können oft Gußkerne gespart werden (geringere Kosten) und bei der Erkaltung der Teile halten sie den Verzug gering.

• Flansch: Ein Flansch ist ein Element, das immer dort eingesetzt wird, wo Teile verbunden werden müssen, die aufgrund ihrer Geometrie keinen Platz bzw. keinen "Angriffspunkt" z.B. für Schrauben oder ähnliches bieten (Beispiel: Rohrenden). Flansche sind scheiben- oder plattenförmige Bauteile, die an den jeweils aufeinander treffenden Enden der (zu verbindenden) Teile z.B. durch Schweißen befestigt werden. Erst durch einen Flansch wird der Raum für z.B. eine Schraubenverbindung geschaffen.