Passfedernut – Schlüssel zur formschlüssigen Kraftübertragung

Die Passfedernut ist eine längliche Nut in Wellen oder Naben, die zusammen mit einer Passfeder eine formschlüssige Verbindung zur sicheren Drehmomentübertragung ermöglicht. Sie ist eine zentrale Komponente im Maschinenbau und in der Antriebstechnik, wenn es darum geht, Kräfte zuverlässig von einer Welle auf ein drehendes Maschinenelement – wie Zahnräder, Kupplungen oder Riemenscheiben – zu übertragen. In diesem Beitrag erfahren Sie, was eine Passfedernut ist, wie sie gefertigt wird, welche Normen es gibt und warum sie in der Industrie unverzichtbar ist.

Was ist eine Passfedernut?

Eine Passfedernut ist eine längliche Aussparung in einer Welle oder einer Nabe, in die eine Passfeder – meist ein metallischer, rechteckiger Quersteg – eingelegt wird. Die Passfeder greift in beide Nuten (Welle und Nabe) ein und stellt eine formschlüssige Verbindung zwischen beiden her. Das Ziel: eine drehfeste, aber axial lösbare Verbindung, über die ein Drehmoment sicher übertragen werden kann.

Aufbau einer Passfederverbindung

Eine klassische Passfederverbindung besteht aus drei Elementen:

• Welle mit Passfedernut
• Nabe mit korrespondierender Nut
• Passfeder (genormter Quersteg, z. B. nach DIN 6885)

Die Form der Nut ist dabei exakt an die Maße der Passfeder angepasst – sowohl in Breite als auch Tiefe.

Funktion der Passfedernut

Die Passfedernut dient dazu, der Passfeder einen genauen Sitz zu geben und die entstehenden Kräfte aus der Drehmomentübertragung sicher in die Welle (bzw. die Nabe) zu leiten. Die Verbindung ist:

– formschlüssig in Umfangsrichtung → sichert das Drehmoment
– kraftschlüssig in Axialrichtung durch z. B. eine Befestigungsschraube oder -scheibe

Die Konstruktion erlaubt es, Bauteile wie Zahnräder oder Riemenscheiben relativ einfach zu montieren, auszutauschen oder zu fixieren.

Typische Ausführungen und Maße

Die Abmessungen von Passfedernuten sind genormt, insbesondere nach:

– DIN 6885 (Form A, B, C) für Wellen mit Passfedernuten
– DIN 6886 für Naben mit Nut
– ISO 773 als internationale Norm

Ein typisches Maßpaar ist zum Beispiel:

– Welle mit 30 mm Durchmesser → Passfederbreite 8 mm, Höhe 7 mm, Nutentiefe 3,3 mm

Beispiel: Maße einer Nut nach DIN 6885 für eine 30 mm Welle

– Passfederbreite: 8 mm
– Nutentiefe in der Welle: 3,3 mm
– Nutentiefe in der Nabe: 3,7 mm (Resthöhe für Feder)

Diese Präzision ist notwendig, um Klemmung oder Spiel zu vermeiden – beides würde die Kraftübertragung beeinträchtigen.

Herstellung von Passfedernuten

Die Bearbeitung erfolgt je nach Produktionsverfahren und Stückzahl auf verschiedene Weisen:

• Fräsen: Klassisch, wirtschaftlich für Einzelstücke oder Kleinserien
• Räumen: Besonders präzise, ideal für Serienfertigung
• Stoßen: Für Innennuten in Naben, z. B. in konventionellen Maschinen
• Wälzstoßen / CNC: Für komplexe Geometrien und automatische Bearbeitung

Die Qualität der Nut beeinflusst direkt die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Passfederverbindung.

Vorteile der Passfedernut

– Einfache Herstellung und Montage
– Hohe Zuverlässigkeit und Wiederverwendbarkeit
– Formschlüssige, spielfreie Kraftübertragung
– Standardisierte Abmessungen nach Norm
– Kostengünstige Lösung für viele Anwendungen

Grenzen und Herausforderungen

Trotz der vielen Vorteile gibt es auch Einschränkungen:

– Bei stark wechselnden Drehmomenten kann Mikrobewegung (Fretting) auftreten
– Die Kerbwirkung der Nut schwächt die Welle mechanisch
– Bei sehr hohen Drehmomenten sind Keilwellen oder Polygonverbindungen stabiler
– Die Montage erfordert exakte Maßhaltigkeit – sonst entsteht Spiel

Typische Einsatzbereiche

Passfedernuten finden sich überall dort, wo rotierende Komponenten drehmomentfest miteinander verbunden werden sollen:

• Getriebe: Verbindung von Antriebswelle und Zahnrad
• Elektromotoren: Rotor auf Motorwelle
• Fördertechnik: Kettenräder oder Trommeln auf Antriebswellen
• Land- und Baumaschinen: Kupplungen, Riemenscheiben
• Maschinenbau allgemein: alle rotierenden Wellenverbindungen

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