1、ICS 39.020 VDI/VDE-RICHTLINIEN September 1998VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DEUTSCHERELEKTROTECHNIKERFeinwerkelementeSchnappverbindungenVDI/VDE 2251Blatt 7Precision engineering componentsSnap connectionsInhalt Seite1 Allgemeines 21.1 Grundformen 21 .2 Werkstoffe - Richtwerte 22 Schnappverbindunge
2、n durch federnde Haken 22.1 Berechnungsgrundlagen 22.2 Berechnungsbeispiele 33 Schnappverbindungen durch federnde Rille bzw. Wulstund federnde berdeckungsflchen 43.1 Berechnungsgrundlagen 43.2 Berechnungsbeispiele 43.2.1 Umlaufende federnde Rille bzw. Wulst 43.2.2 Federnde berdeckungsflchen 44 Ausfh
3、rungsbeispiele 6Schrifttum 8VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und FeinwerktechnikAusschu Mikro- und FeinwerkeiementeVDIA/DE-Handbuch Mikro- und FeinwerktechnikB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand
4、2016-11VDI 2251 Blatt 7 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 19981 AllgemeinesSchnappverbindungen sind formschlssige Verbindungen; sie sind lsbar oder unlsbar. Es sind im allgemeinen unmittelbare Verbindungen. Sie sind so zugestalten, da die Teile beim Fgen elastisch verfor
5、mtwerden knnen und durch Eingriff eines Vorsprungesin eine Hinterschneidung durch Einrasten (Schnappen) verbunden werden 5.Schnappverbindungen sind im allgemeinen nichtdicht; durch zustzliche Dichtelemente oder integrierte Dichtungen knnen dichte Verbindungen geschaffen werden.1.1 Grundformen2 Schna
6、ppverbindungen durch federndeHaken2.1 BerechnungsgrundlagenEin federnder Haken (Bild 2) kann als Freitrger mitEinzellast am Ende aufgefat werden. Bei der Montage wirkt auf den Freitrger eine Kraft F, die denHaken durchbiegt. Dabei werden Biege- und Schubspannungen verursacht. Die angenommene Schnapp
7、hhe darf nicht grer sein als die maximale Durchbiegung am Freitrgerende. Dieser Durchbiegung entspricht eine Dehnung in der oberen und eine Stauchung in der unteren Querschnittsflche. Bei federn-Federnden Haken Federnde berdeckungsflche1 .2 Werkstoffe - RichtwerteTabelle 1 . Richtwerte bei einer Tem
8、peratur von 23 C 2; 4; 7Werkstoff Kurzzeichen Reibungszahl ji Dehnungin % Elastizittsmodul Ein N/mm, DIN 53457Teilkristalline ThermoplastePolyethylen, niedrige Dichte LDPE 0,50 10 150 bis 500Polyethylen, mittlere Dichte MDPE 0,40 9 bis 10 250Polyethylen, hohe Dichte HDPE 0,30 7 bis 8 600 bis 1400Pol
9、ypropylen PP 0,30 6 bis 8 1100 bis 1300Polyoxymethylen POM 0,31 4 bis 6 2800 bis 3200Polyamid, trocken PA 0,24 bis 0,36 3 bis 4 1000 bis 2000Polyamid, konditioniert PA 0,24 bis 0,36 6 1000 bis 2000Polybutylenterephthalat PBTP 0,35 bis 0,40 5 2600 bis 2900Polyethylenterephthalat PETP 0,24 2,5 2800 bi
10、s 3100Amorphe ThermoplastePolystyrol PS 0,40 bis 0,50 1 bis 1,5 3200 bis 3250Styrol-Butadien SB 0,45 bis 0,50 2 1800 bis 2500Styrol-Acryl-Nitril SAN 0,45 bis 0,50 2 -3700Acrylnitril-Butadien-Styrol ABS 0,50 bis 0,65 2,5 2000 bis 2600Polycarbonat PC 0,45 bis 0,55 4 bis 6 2100 bis 2400Polyphenylenoxid
11、 PPO 0,18 bis 0,23 2,5 2300 bis 2400Polyvinylchlorid, hart PVC 0,55 bis 0,60 2 bis 3 2900 bis 3500Polymethylmethacrylat PMMA 0,50 bis 0,60 2 2700 bis 3200B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rech
12、te vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1998 VDI2251 Blatt? -3-Bild 2. Federnder Haken Dehnung (%)%ax grte Dehnung (%)s Durchbiegungmax grte DurchbiegungFax grte Durchbiegung verursachende Kraft/ Lnge bis zum HakengrundRechteck s =maxHalbkreis =0, 661 r-eh- 100P00fe* maxR- 100KJ 00of-e
13、 maxR- 1000, 555 * maxE Elastizittsmodul/ axiales Flchenmoment 2. Gradesji ReibungszahlFgewinkel 15 bis 302 Haltewinkel iH = d-d e= d d 100 Verformung desAuen- und InnenteilsBei Verbindung mit einem formstabilen Innenteil,z.B. aus Metall, Glas oder Keramik, wird die Hinterschnitthhe /nur durch Aufwe
14、iten des Auenteils erreicht:Verformungnur des Auenteils3.2 Berechnungsbeispieie3.2.1 Umlaufende federnde Rille bzw. WulstGegeben:d = 20 mm = 4 %Verformungbeider TeileGesucht: d und Dd-de= 100d = 19,2 mmD = 25 mm Auendurchmesser3.2.2 Federnde berdeckungsflchenDer Fgewinkel liegt abhngig von der Dehnu
15、ng imBereich zwischen 8 (= 1 %) und 16 ( = 4 %). Beidieser Verbindung sind Fge- und Haltewinkel gleich.Bild 4. Federnde Rille bzw. WulstDie Verformungslnge 32 wird von der Wanddicke desAuenteils bestimmt. Als Richtwert gilt: 32 = 2-31 Fgewinkel 15 bis 302 Haltewinkel 45, lsbarD Auendurchmesser des A
16、uenteils im Federbereichd ffnungsdurchmesser des Auenteils imFederbereichc/g Auendurchmesser des Innenteils im Federbereich3 Verformungslngea-j Lnge des zu verformenden Rastanteils derVerformungslnge32 GesamtverformungslngeRichtwerte fr Fge- und HaltewinkelDehnunge= -100%dFgewinkel= Haltewinkelaa1 8
17、 0,142 11,5 0,203 14 0,254 16 0,28a = VerformungslngeIn der Praxis hat sich ein DurchmesserverhltnisDld = 1,25 bis 1,5 bewhrt 3.Bild 5. Federnde berdeckungsflchenUm das Fgen der Verbindungspartner zu erleichtern,ist ein Fgewinkel am Auenteil vorzusehen, dieserist gleich dem Haltewinkef 2 und beide s
18、ind abhngigvon der Dehnung (Richtwerte siehe 3.2.2).B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1998 VDI 2251 Blatt? -5-Fr die Berechnung der Fg
19、e- bzw. Haltekraft F werden Gleichungen fr zylindrische Schnappverbindungen verwendet:( _ j2 a il + XanaZwischen Fugenpressung p und Hinterschnitthhe Hbesteht die vereinfachte Beziehung:.= (f.O,35 e)FPFge- bzw. HaltekraftFugenpressungD Auendurchmesser des Auenteils im Federbereichd ffhungsdurchmesse
20、rda Kugeldurchmesserdd berdeckende Breite zum Kugeldurchmessera Fge- bzw. HaltewinkelH HinterschnitthhejU Reibungszahla VerformungslngeBeispielZur Bewegungsbertragung wird ein Gestnge ausPolyamid eingesetzt. Bei dem vorgesehenen Kugelgelenk ist eine Haltekraft von 130 N gefordert.Gegeben:Kugeldurchm
21、esser da = 6 mm,Dehnung e=2%(gewhlt wegen Sicherheitszuschlag)Auendurchmesser D = 8,5 mmGesucht:1 . Wie gro ist d zu whlen?2. Welche Fge- bzw. Haltekraft wird erreicht?“(-Wo)(-m)d= 6 mmd = 5,88 mm, gewhlt 5,9 mm zur MontageerleichterungHinterschnitthhe:H=dadH= 6 mm - 5,9 mmH=0,l mmFugenpressung:p= 0
22、,35-Ed0,1mm 1700 N5,9 mmp = 10,08 N/mmFge- bzw. Haltekraft:r, ( ,2 a + tanaF= p II rf. 7“V “ l-/itana/10,8 N 2 0,35 + 0,2035 ).3,14 .36 mm . 0,2 . jF=mmF= 135,88 NB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11
23、-6- VDI 2251 Blatt 7 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 19984 AusfhrungsbeispieleiW77777/777777XBild 6. Lagerung: Sulen-federnde HakenBild 9. Abdeckkappe mit spezieller UnterlegscheibeE=nFffnen geschlossenFSchlieenBild 10. GardinenhakengeffnetBild 7. Mnzkanal-Querschnittv
24、/h c vy1 fV- T (S“lDarstellungohne FlaschenhalsffnenBild 1 1 . FlaschenverschluBild 8. KabelbaumbinderB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldor
25、f 1998 VDI 2251 Blatt?cT SchlieenJ ScharnierSchnappverbindungdurch die elastischeVerformungdes Oberteilsffnungs-rieh tun gBild 12. Kunststoffgehuse, KofferbauformGurt SchlieenGurtu un ngeschlossengeffnetBild 13. GurtverschluB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD
26、19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-8- VDI 2251 Blatt? Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1998IS l1rfl-t-B-Bild 14. Leiterplattenbefestigung auf einer GrundplatteSchrifttum1 Kunststoffe in der Konstruktion. Werkstoffblatt 3101.1. Ludwigshafen: BA
27、SF AG2 Domininghaus, H.: Kunststoff-Fibel, Sonderdruck ausSchweizer Maschinenmarkt. Frankfurt/M.: Hoechst AG3 Technische Kunststoffe 81. 3.1: Berechnen von Schnappverbindungen. Frankfurt/M.: Hoechst AG 19904 Hoppenstedt: Kunststoffprodukte 85. Jahreshandbuch derKunststoffanwendungen. Darmstadt: Hopp
28、enstedt 19855 Schmidt, H.: Fgen durch Schnappverbindungen. Sonderdruck 6043 aus VDI-Z Bd. 1 14 (1972) Nr. 8, S. 6066 VDI-Gesellschafl Werkstofftechnik: Fgen von Kunststoffteilen. Dsseldorf: Verein Deutscher Ingenieure 19727 Wimmer, Dr. Kunststoffgerechtes Konstruieren. Darmstadt:Hoppenstedt 1991B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11
