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Aufschrumpfen - Berechnung

Autor: Horst Rudolf
Schweißen, nur eine Möglickeit, zwei Werkstücke miteinander zu verbinden.
Schweißen, nur eine Möglickeit, zwei Werkstücke miteinander zu verbinden.
Wenn Sie beispielsweise zwei Rohre miteinander verbinden wollen, können Sie diese verschweißen, verkleben oder verschrauben. Eine unter Heimwerkern weniger bekannte Technik zur "kraftschlüssigen Verbindung" ist das Aufschrumpfen. Hier benötigen Sie zur Berechnung aber etwas Hintergrundwissen.

Auftrumpfen durch Aufschrumpfen

Bleiben Sie zum Verständnis erst einmal bei dem Beispiel mit den beiden Rohren. Beim Verschweißen oder Hartlöten haben Sie das Problem, dass sich das Material durch die hohen Temperaturen verzieht. Außerdem stößt das Verfahren da an seine Grenzen, wo sie z.B. Stahl mit Aluminium verbinden wollen.

  • Wenn Sie die Verbindung durch Kleben oder Verschrauben herstellen, wird z.B. die Festigkeit der Verbindung möglicherweise nicht ausreichen.
  • Eine beliebte Technik ist das Aufpressen. Wenn Sie die beiden Werkstücke mit dem Hammer "zusammenkloppen", wenden Sie dieses Verfahren - wenn auch etwas unelegant - an. Auch hier werden Sie aber möglicherweise den alten Handwerkerspruch "Nach dran kommt ab." erfahren.
  • Um dies zu vermeiden, können Sie aber die Eigenschaft des Materials nutzen, dass es sich bei Erwärmung ausdehnt. Wenn Sie also das äußere Rohr aus dem Beispiel erwärmen, wird der Durchmesser größer. Im erwärmten Zustand werden die beiden Rohre ineinandergepresst. Beim Erkalten zieht sich das äußere Rohr wieder zusammen und verbindet sich so "kraftschlüssig" mit dem inneren.

Die Berechnung der notwendigen Temperatur

  • Die beiden Rohre können Sie vielleicht noch verbinden, indem Sie das äußere einfach nach Gefühl erwärmen. Wenn es aber genau sein soll, etwa beim Aufschrumpfen einer Getriebescheibe auf eine Welle, müssen Sie vor dem Aufschrumpfen eine Berechnung durchführen.
  • Mit dieser finden Sie heraus, um wie viel Grad Sie das äußere Werkstück erwärmen müssen. Sie benötigen das Anfangsvolumen (also vereinfacht gesagt, die Größe) im kalten Zustand (Va), das Endvolumen nach dem Erwärmen (Ve) und den Ausdehnungskoeffizienten, also das Maß, um das sich das Material dabei ausdehnt (L). Dies ist abhängig von der Legierung. Wenn diese nicht genau bekannt ist, ist auch die Berechnung nicht genau. So errechnen Sie die zur Ausdehnung notwendige Temperaturrerhöhung (T), also Ve = Va * L * T. Diese Formel stellen Sie nach T um. Einen Wärmeausdehnungsrechner finden Sie im Internet.

Umgekehrt, also durch das Abkühlen des inneren Werkstücks würde es übrigens genau so funktionieren. Dieses Verfahren heißt dann Eindehnen.

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