EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
1
Technisches Zeichnen / CAD I WS21/22
Teil5
alexander.hallmann@hm.edu
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22 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Schrauben/ Schraubverbindungen
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33 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Schrauben/ Schraubverbindungen
EDMS
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44 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Darstellung von Schraubverbindungen
EDMS
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55 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Gewinde
vereinfachte Darstellung
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi Konstruktion/ CAD Teil 5 6
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
6
Darstellung von Schraube
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi Konstruktion/ CAD Teil 5 7
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
7
Darstellung von Schraube
EDMS
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88 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Gewinde
vereinfachte Darstellung
EDMS
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99 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Gewinde
vereinfachte Darstellung
EDMS
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1010 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Darstellung von Schrauben/ Gewinde
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1111 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Darstellung von Schrauben/ Gewinde
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1212 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Grundmaße Schrauben
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1313 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Schraubverbindung/ Kraftfluss
Mehr Detail unter: https://youtu.be/Go8C_kMeupw
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1414 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Schraubverbindung/ Kraftfluss
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1515 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Schraubenberechnung
Wesentlich für die Schraubverbindung ist die Federwirkung von Schraube und verschraubten Teilen (Flansch)
Das Anziehen der Schraube mit der Vorspannkraft FV [N] bewirkt - Dehnung der Schraube δS [mm]
- Stauchen des Flansches δF [mm]
Durch die Reibung zwischen den gefügten Teilen bewirkt die Vorspannkraft die Verbindung der beiden Teile.
Wird eine zusätzliche Betriebslast FB aufgebracht, so wird je nach Beanspruchungsrichtung die Vorspannkraft weiter belastet oder entlastet.
Zur Sicherstellung der Verbindung auch unter Betriebslast darf die restliche Klemmkraft in der Verbindung nicht aufgehoben werden. Dies kann im Verspannungsschaubild überprüft werden.
Mehr Detail unter: https://youtu.be/Go8C_kMeupw
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1616 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Schraubenberechnung
Aus der Dehnung und der Stauchung ergeben sich die Federsteifigkeiten
(Federkonstanten) 𝐶𝑠 = 𝐹𝑉
δ𝑆 𝐶𝑓 = 𝐹𝑉
δ𝐹
dF
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1717 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Schraubenberechnung /
Verspannungsschaubild
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1818 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Schraubenberechnung
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Prof. Dr. Vahid Salehi Konstruktion/ CAD Teil 5 19
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
19
Oberflächen – als Konstruktionselemente
am Beispiel Gleitlack
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2020 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Oberflächen – als Konstruktionselemente
am Beispiel Gleitlack
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2121 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Oberflächen – als Konstruktionselemente
am Beispiel Gleitlack
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2222 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Oberflächen – als Konstruktionselemente
am Beispiel Gleitlack
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2323 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Oberflächen – als Konstruktionselemente
am Beispiel Gleitlack
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2424 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente Federn
Anwendungen
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2525 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente Federn
Federarten
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2626 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Federn vereinfachte Darstellung
https://blog.federnshop.com/druckfedern-auslegung-video/
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2727 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Das Hookesche Gesetz
Federkennlinie
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2828 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Federn
Nochmal der Hooke
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2929 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Federkennlinie
Kombinationen
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3030 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Funktionselemente – Federn
Lineare Kennlinien
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3131 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Funktionselemente – Federn
nicht lineare Kennlinien
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3232 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Federn nicht lineare Kennlinien
z.B. Gummifeder, Fahrzeugfedern
z.B. Sportbögen, Tellerfedern
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3333 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Welle-Nabe vereinfachte Darstellung
Die Nabe ist der zentrische Teil eines Rades, welcher die Welle oder Achse umschließt.
Formschlüssig
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3434 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Welle-Nabe vereinfachte Darstellung
Formschlüssig
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3535 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
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Funktionselemente – Welle-Nabe vereinfachte Darstellung
(Nabe)
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3636 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Funktionselemente – Lager
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3737 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
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Funktionselemente – Lager
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3838 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Funktionselemente – Lager
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3939 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Lager
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4040 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Einige Eigenschaften von Lagern
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4141 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Funktionselemente – Wälzkörper
Kugel, Zylinder, Kegel, Tonnen, Nadel
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4242 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Lagerungen
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4343 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Funktionselemente - Lagerungen
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4444 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente - Lagerungen
EDMS
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4545 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Anwendungen
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4646 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Welche Kriterien?
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4747 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Zusammenfassung
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4848 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Schmierung der Wälzlager
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4949 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Kontaktmechanik der Wälzkörper
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5050 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Hertzsche Pressung
EDMS
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5151 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Hertzsche Pressung Kugel – Kugel
Sonderfälle :
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5252 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Lebensdauer von Lagern
Terminologie
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5353 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Nominelle Lebensdauer
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5454 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Lebensdauer von Lagern
Terminologie
EDMS
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5555 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Lebensdauer von Lagern Berechnungen
Der Faktor 1/60 kommt durch die Drehzahl, die in 1/min angegeben wird.
p ist der Exponent der Lebensdauer, hängt vom Lager ab C ist die Tragzahl
P ist die aufs Lager wirkende Kraft
Lh ist die Lebensdauer in Stunden
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5656 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Lebensdauer von Lagern
Tabelle
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5757 Konstruktion/ CAD Teil 5
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Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Lebensdauer von Lagern
Tabelle
EDMS
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5858 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Gleitlager
DIN 506
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5959 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Gleitlager
DIN 4379
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6060 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Gleitlager
EDMS
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6161 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Sicherungsringe
Außen - DIN 471
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6262 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Sicherungsringe
Innen – DIN 472
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6363 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Funktionselemente – Sicherungsringe
Innen –DIN 6799
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6464 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Toleranzen
EDMS
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6565 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Toleranzen
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
6666 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Toleranzen
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
6767 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Toleranzen in Zeichnungen
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
6868 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Form- und Lagetoleranzen
Toleranzen
Formtoleranzen Lagetoleranzen
Richtungs- toleranzen Orts-
toleranzen Lauf-
toleranzen Flächenform
Linienform
Zylinderform
Rundheit
Ebenheit
Geradheit
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
6969 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Form- und Lagetoleranzen
EDMS
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7070 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Toleranzbezeichnung
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
7171 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Toleranzintervalle
Lage der Toleranzintervalle
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
7272 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Passungen
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
7373 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
ISO Passungssystem (DIN ISO 286)
Alle Bohrungen werden mit H- Toleranzen ausgeführt, für die Welle werden je nach Passungsart
verschiedene Toleranzfelder gewählt.
→Weniger unterschiedliche Bohrwerkzeuge (Reibahlen)
→Kostenaufwendiger als System Einheitsbohrung.
→ Wird eher in der Massenfertigung verwendet.
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
7474 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Passungsauswahl
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
7575 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Passungsauswahl
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi
7676 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
• Auflagemaß • Optischer Weg
• Sensor
• Filter
Konstruktion und Bildverarbeitung
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi Konstruktion/ CAD Teil 5 77
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
77
Konstruktion und Bildverarbeitung
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi Konstruktion/ CAD Teil 5 78
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
78
Konstruktion und Bildverarbeitung
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi Konstruktion/ CAD Teil 5 79
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
79
Konstruktion und Bildverarbeitung
EDMS
Prof. Dr. Vahid Salehi Konstruktion/ CAD Teil 5 80
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
80
Übungen
• Wozu werden Schraubverbindungen verwendet?
• Skizzieren Sie eine Darstellung einer Schraubverbindung
• Skizzieren Sie den Kraftschluss einer Schraubverbindung
• Erklären Sie das Diagramm Dehnung Schraubverbindung
• Was ist ein Gleitlacksystem? Und wie ist es
aufgebaut? Erklären Sie den Begriff „Einlauf“
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Prof. Dr. Vahid Salehi Konstruktion/ CAD Teil 5 81
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
81
Übungen
• Welche Arten (Kraftwirkung) von Federn gibt es?
• Zeichnen Sie die 6 Druckfederarten in Darstellung Ansicht
• Was sagt die Federkennlinie aus?
• Funktionselement Passfeder. Wozu dient es?
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8282 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22
Quellen
➢ Internet
➢ Unterlagen TZ und CAD Prof. Dr. Salehi
➢ Unterlagen Konstruktion Prof. Dr. Vilsmeier
➢ Unterlagen Wessely GmbH, Österreich
➢ Hoischen H., Technisches Zeichnen, Cornelsen Verlag
➢ Horst Haberhauer, Maschinenelemente, Springer Vieweg
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8383 Konstruktion/ CAD Teil 5
Fakultät 06 Physikalische Technik / Mechatronik und Feinwerktechnik
Dipl.-Ing. Alexander Hallmann WiSe21/22