Presssitz und Gleitsitz: Was ist der Unterschied?

Passungen spielen in der Fertigung von Bauteilen, die zusammengebaut werden müssen, eine entscheidende Rolle. Bei den verschiedenen Passungsarten sind der Presssitz und der Gleitsitz die beiden gängigsten.

Der folgende Leitfaden erläutert Presssitz und Gleitsitz – lesen Sie weiter und erfahren Sie mehr.

Was ist ein Presssitz?

Der Presssitz wird auch als Übermaßpassung bezeichnet und sorgt dafür, dass Bauteile durch Reibung fest miteinander verbunden sind. Diese Teile weisen bewusst ein Übermaß zwischen den zu fügenden Komponenten auf, wodurch zusätzliche Reibung entsteht.

Beispiel für einen Presssitz

Ein Beispiel für einen Presssitz: Eine Welle wird mit einem größeren Durchmesser gefertigt als der Innendurchmesser des Lagers. Mit einer hydraulischen Presse wird das Lager auf die Welle gepresst. Eine solche Passung wird als Presssitz bezeichnet und hält Welle und Lager verbunden.

Wie berechnet man die Presssitzkraft?

Der Presssitz lässt sich mit einer Formel berechnen. Sie gibt die Kraft an, die erforderlich ist, um ein Teil in ein anderes einzufügen und eine perfekte Passung zu erzielen.

Diese Kraft hängt von vielen Faktoren ab, etwa dem Übermaß, den Materialeigenschaften wie dem Elastizitätsmodul und der Fügelänge. Darüber hinaus ist auch der Reibungskoeffizient zwischen den Oberflächen entscheidend.

Die Formel zur Berechnung der Presssitzkraft berücksichtigt die Oberfläche, die Energiekraft und die Elastizität. Die Formel lautet wie folgt:

Die einzelnen Symbole sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Symbol	Bedeutung
p	Druck
δ	Radiales Übermaß zwischen Welle und Nabe
d	Nenndurchmesser
do	Außendurchmesser der Nabe
di	Innendurchmesser der Welle
Eo	Elastizitätsmodul der Nabe
Ei	Elastizitätsmodul der Welle
νo	Querkontraktionszahl der Nabe
νi	Querkontraktionszahl der Welle

Wie wird ein Presssitz hergestellt?

Die richtige Montage ist eine sehr wichtige Aufgabe, die entsprechende Sorgfalt und Fachkenntnis erfordert. Da aufgrund der Abmessungen des Presssitzes ein Übermaß zwischen den Bauteilen besteht, ist der Montageprozess nicht ganz einfach.

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Fügeteile zu montieren:

Kraft

Die Teile des Presssitzes werden einander gegenübergestellt, wobei ein Teil fest und eines beweglich ist. Die Montagekraft wird mit der oben angegebenen Formel berechnet und auf das bewegliche Teil aufgebracht. Sie drückt das bewegliche Teil in das feste Teil, und es entsteht ein Presssitz. Dieses Verfahren beruht auf reiner Kraft und erfordert, dass mindestens ein Teil eine Fase aufweist.

Wärmeausdehnung/-schrumpfung

Bei diesem Verfahren wird die Nabe bis zum Punkt ihrer Wärmeausdehnung erhitzt, sodass sie sich ausreichend ausdehnt, um auf die Welle zu gleiten. In anderen Fällen wird sie auf eine Temperatur abgekühlt, bei der sie sich so weit zusammenzieht, dass sie in die Nabe gleitet. Nach der Montage nehmen die Bauteile wieder ihre Raumtemperatur an.

Was ist ein Gleitsitz?

Beim Gleitsitz werden Bauteile montiert, die sich frei bewegen können und nicht wie beim Presssitz fixiert sind. Die Bewegung ist jedoch eingeschränkt. Ein Beispiel ist ein Türscharnier, bei dem sich das Scharnier mit seinem Stift dreht, aber nur in einem bestimmten Bereich.

Der Hauptzweck dieser Beweglichkeit besteht darin, einen gewissen Spalt zwischen den Bauteilen zu schaffen, der es ihnen ermöglicht, übereinander zu gleiten.

Beispiel für einen Gleitsitz

Ein Beispiel für einen Gleitsitz ist eine Schraube, die durch ein Loch in einer Metallplatte gleitet und auf der anderen Seite mit einer Mutter fixiert wird. Ein weiteres Beispiel ist ein Kolben, der sich frei entlang der Zylinderachse bewegt, dessen Bewegung jedoch durch den Gleitsitz auf zwei seitliche Bewegungen beschränkt ist.

Wie wird ein Gleitsitz hergestellt?

Ein Gleitsitz zwischen den Fügeteilen lässt sich auf die folgenden zwei Arten herstellen.

Kraft

Der Gleitsitz erfordert ein minimales Übermaß, also das Aufbringen einer gewissen Kraft. Die Bauteile werden korrekt positioniert und die Kraft wird mit einer Maschine aufgebracht.

Von Hand

Spielpassungen gleiten in vielen Fällen ohne jegliche äußere Krafteinwirkung ineinander. In manchen Fällen werden sie jedoch von Hand statt maschinell gefügt.

Normen für Presspassungen und Spielpassungen

In vielen Anwendungen sind die Toleranzen von Presspassungen und Spielpassungen äußerst kritisch und werden durch Normen geregelt. Der folgende Abschnitt behandelt die einzelnen Passungsarten und die relevanten Normen.

Presspassungen

Presspassungen sind darauf ausgelegt, eine sichere Verbindung zwischen Welle und Bohrung herzustellen. Es gibt verschiedene Arten von Presspassungen, etwa leichte Presspassungen, die eine einfache Montage ermöglichen. Die mittlere Presspassung bietet ein moderates Übermaß, die schwere Presspassung dient dauerhaften Verbindungen. Die maßgeblichen Normen für diese Presspassungen sind ISO 286, ANSI B4.2 und DIN 7157.

Spielpassungen

Die Spielpassung wird auch als Gleitpassung bezeichnet; sie ermöglicht es einem Bauteil, auf einem anderen zu gleiten und eine kontrollierte Bewegung auszuführen. Diese Passungen eignen sich für Anwendungen, die eine Demontage erfordern und Rotationsbewegungen aufweisen. Sie umfassen entweder lose Passungen oder Rotationspassungen. Die maßgeblichen Normen für Spielpassungen sind ISO 286 und ANSI B4.1.

Unterschied zwischen Presspassung und Spielpassung

Presspassung und Spielpassung unterscheiden sich in mehreren Punkten, von denen einige im Folgenden erläutert werden:

Übermaß/Spiel

Bei der Presspassung müssen die Paarungsteile ein Maßübermaß aufweisen. Bei der Spielpassung hingegen entsteht ein Spiel.

Freiheitsgrade

Auch die Freiheitsgrade unterscheiden Presspassung und Spielpassung. Bei der Presspassung sind die Paarungsteile fixiert und können keine Bewegung ausführen. Bei der Spielpassung sind die Teile nicht vollständig fixiert und können sich in einem kontrollierten Bereich bewegen.

Mechanische Verformung

Auch die mechanische Verformung unterscheidet die beiden Passungsarten. Bei der Presspassung erfahren die Paarungsteile eine Verformung; meist handelt es sich um elastische Verformung, in bestimmten Fällen jedoch um plastische Verformung.

Bei der Spielpassung verformen sich die Komponenten nicht, da ein positives Spiel vorliegt. Es kommt zwar zu Oberflächenverschleiß, aber zu keiner Verformung.

Montage und Demontage

Bei Presspassungen sind Montage und Demontage sehr anspruchsvoll, da ein hoher Kraftaufwand erforderlich ist. Zudem ist die Steuerung von Parametern wie Temperatur, Kraft, Erwärmung und Abkühlung mit verschiedenen Herausforderungen verbunden. Daher besteht auch die Gefahr von Beschädigungen.

Spielpassungen lassen sich einfach montieren, was von Hand sehr schnell und risikofrei möglich ist.

Fertigungstauglichkeit

Presspassungen erfordern eine präzise Fertigung, damit das erforderliche Übermaß erreicht wird. Selbst die geringste Maßabweichung kann zu Instabilität und Ausfällen führen.

Spielpassungen sind hinsichtlich der Fertigungstoleranzen flexibel und benötigen daher keine sehr engen Toleranzen.

Anwendungen

Presspassungen eignen sich für dauerhafte und starre Verbindungen. Sie können für Buchsen und Lager sowie für einige Strukturteile gewählt werden.

Spielpassungen lassen sich sehr einfach montieren und demontieren; daher eignen sie sich für Komponenten wie Gehäuse, Drehzapfen und Scharniere.

Fazit

Nach der Lektüre der obigen ausführlichen Anleitung dürften Sie alles über Presspassung und Spielpassung gelernt haben.

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