Schrumpfpassung-Temperaturrechner

Erwärmungstemperatur der Nabe für eine Schrumpfpassung, Kühltemperatur der Welle für eine Dehnpassung oder eine Kombination aus beidem, aus Übermaß und Wärmeausdehnungskoeffizienten, mit den Durchmessern nach Temperatur als Tabelle und Diagramm. Zum Aufschrumpfen von Lagern, Zahnrädern oder Buchsen.

So geht’s

1. Geben Sie unter "Schrumpf- und Dehnpassung" "Nenndurchmesser d", "Übermaß δ (auf den Durchmesser)", "Fügespiel c" und "Raumtemperatur T0" ein.
2. Wählen Sie "Werkstoff der Bohrung (Nabe)" und "Werkstoff der Welle"; die Koeffizienten werden mit Richtwerten gefüllt, die Sie ersetzen können.
3. Wählen Sie unter "Verfahren" "Nabe erwärmen", "Welle kühlen" oder "Erwärmen und kühlen" und lesen Sie die Temperatur, die Prüfung des Kühlmediums sowie Tabelle und Diagramm "Durchmesser nach Temperatur" ab.
4. Unter "Maßänderung durch Temperatur" geben Sie Länge oder Durchmesser, Werkstoff und Temperaturen ein und erhalten ΔL.

So wird gerechnet

• ΔT = (δ + c) ÷ (α × d). Die Nabe geht vom Bohrungsmaß d − δ aus, die Welle von d; L(T) = L0 × (1 + α × (T − T0)). α wird in µm/m·K (10⁻⁶/K) eingegeben.
• Die aufgeführten Koeffizienten sind Richtwerte nahe Raumtemperatur und weichen je nach Legierung und Temperaturbereich um etwa ±10 % ab. Die Erreichbarkeit wird mit Trockeneis bei −78.5 °C und Flüssigstickstoff bei −196 °C verglichen.
• Es wird nur die lineare Ausdehnung berechnet; ungleichmäßige Temperatur, Fugendruck und Passungsspannungen werden nicht behandelt.

Häufige Fragen

Wie wird die Schrumpftemperatur berechnet?

ΔT = (Übermaß + Spiel) ÷ (Koeffizient × Durchmesser). Eine Stahlnabe mit 50 mm, 0.05 mm Übermaß und 0.02 mm Spiel braucht 0.07 ÷ (11.7 × 10⁻⁶ × 49.95) ≈ 120 K, also etwa 140 °C ausgehend von 20 °C.

Wie viel Fügespiel sollte ich vorsehen?

Etwa 0.0005 bis 0.001 des Durchmessers, also 0.025 bis 0.05 mm bei 50 mm.

Kann ich allein durch Kühlen der Welle fügen?

Eine Stahlwelle schrumpft in Trockeneis um etwa 0.11 % ihres Durchmessers, in Flüssigstickstoff um 0.25 %. Bei größerem Übermaß muss zusätzlich die Nabe erwärmt werden.

Was ändert sich bei einer Aluminiumnabe auf einer Stahlwelle?

Aluminium dehnt sich etwa doppelt so stark aus wie Stahl (23 gegenüber 11.7 µm/m·K), die Nabe braucht also nur etwa die halbe Temperaturerhöhung. Bei höheren Betriebstemperaturen nimmt das Übermaß ab; prüfen Sie es auf dem Reiter "Maßänderung durch Temperatur".