Beta – die TEA Academy ist neu. Die Inhalte dienen dem Lernen, sind sorgfältig erstellt, aber noch nicht fachlich freigegeben. Sie ersetzen keine Auslegung nach Herstellerangaben. Fehler gefunden? Schreiben Sie uns.

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MODUL 7 VON 8

Verbinden und Passen: Kupplungen, Magnetkupplungen, Passungen, Normteile

5 Einheiten · ca. 35 Minuten gesamt · Schritt 1 von 7

Einstieg

In diesem Modul geht es um zwei scheinbar getrennte, aber verwandte Themen: Wie zwei Wellen verbunden werden – mechanisch über Kupplungen oder berührungslos über Magnetkupplungen – und wie zwei Bauteile zueinander passen, wenn eines in das andere gefügt wird. Beides dreht sich um dieselbe Frage: wie viel Spiel oder Übermaß eine Verbindung haben darf, damit sie ihre Funktion sicher erfüllt.

Eine Rechenaufgabe zur Magnetkupplung, eine Zuordnungsübung zu ISO-Passungen, Karteikarten und eine Fallstudie machen die Theorie konkret; ein Selbsttest am Ende zeigt, ob der Stoff sitzt.

Lernziele – nach diesem Modul können Sie:

  • starre, elastische, drehsteife und schaltbare Kupplungen unterscheiden und das Nennmoment berechnen;
  • Verdrehspiel in einen linearen Positionierfehler umrechnen und spielfreie von spielbehafteten Komponenten unterscheiden;
  • Synchron- (Permanentmagnet-) und Hysteresekupplung unterscheiden und die Schlupfleistung berechnen;
  • eine ISO-Passungsangabe wie H7/k6 lesen und Spiel-, Übergangs- und Presspassung zuordnen;
  • gängige Wellen-Nabe-Verbindungen und Normteile ihren Anwendungen zuordnen.

Lerneinheiten

Fünf kurze Lerneinheiten (6–8 Minuten) mit Lernzielen, Beispiel und Wissenscheck – eigenständige Lerninhalte dieses Moduls, unabhängig von den Ratgebern der Website gepflegt. Der Fortschritt bleibt lokal in diesem Browser gespeichert.

0 von 5 Einheiten

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Rechner-Aufgabe 1: Magnetkupplung auslegen

Ein Antrieb leistet P = 3 kW bei n = 1.500 min⁻¹. Für die Magnetkupplung ist ein Sicherheitsfaktor S = 2,0 vorgesehen.

Berechnen Sie das Lastmoment M_Last und das erforderliche Übertragungsmoment M_erf.

Zum Nachrechnen: Magnetkupplung-Rechner (öffnet in neuem Tab)

Übung 2: ISO-Passungen zuordnen

Ordnen Sie jeder Passung die richtige Passungsart zu und klicken Sie dann auf „Prüfen".

H7/g6
H7/k6
H7/p6

Zum Nachlesen: ISO-Passungen H7/H6 (öffnet in neuem Tab)

Karteikarten: Kupplungs- und Magnetkupplungs-Begriffe

Acht Fachbegriffe aus dem Glossar – auf die Karte klicken (oder Enter/Leertaste drücken), um die Definition zu sehen.

Karteikarten

Antippen, um die Definition zu sehen.

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Spielfreiheit
Zustand ohne messbares mechanisches Spiel in einem Antriebselement oder einer Führung – die grundlegende Voraussetzung für hochpräzise Positionierung, minimale Umkehrfehler und maximale Steifigkeit. Quelle: Glossar „Spielfreiheit"
Flankenspiel (j)
Das Flankenspiel j ist der Abstand zwischen der tragenden und der nicht tragenden Zahnflanke zweier im Eingriff stehender Zahnräder. Es ist notwendig für die Schmierung, die Aufnahme von Wärmedehnungen und die Einhaltung von Fertigungstoleranzen. Ein zu großes Flankenspiel führt zu Umkehrspiel und Geräuschen; ein zu kleines Spiel kann zum Klemmen führen. Quelle: Glossar „Flankenspiel (j)"
Magnetkupplung
Eine Magnetkupplung überträgt Drehmoment berührungslos über ein Magnetfeld von einer Antriebs- auf eine Abtriebswelle – ohne mechanischen Kontakt und damit ohne Verschleiß an der Kraftübertragung selbst. Quelle: Glossar „Magnetkupplung"
Permanentmagnetkupplung (Synchronkupplung)
Die Permanentmagnetkupplung – auch Synchronkupplung genannt – trägt auf beiden Seiten Permanentmagnete, die sich Pol auf Pol koppeln. Sie überträgt das Drehmoment synchron und schlupffrei, bis das Durchrutschmoment überschritten wird. Quelle: Glossar „Permanentmagnetkupplung (Synchronkupplung)"
Hysteresekupplung
Die Hysteresekupplung überträgt ihr Drehmoment über ein Hysteresematerial statt über feste Polpaarung. Dadurch liefert sie ein nahezu konstantes, drehzahlunabhängiges Moment – auch im dauerhaften Schlupf. Quelle: Glossar „Hysteresekupplung"
Spalttopf (Begrenzungswand)
Der Spalttopf – bei TEA auch Begrenzungswand genannt – ist die unmagnetische Wand zwischen Innen- und Außenrotor einer Magnetkupplung. Er trennt das Fördermedium hermetisch von der Antriebsseite und ist damit das sicherheitskritische Bauteil. Quelle: Glossar „Spalttopf (Begrenzungswand)"
Luftspalt
Der Luftspalt ist der Abstand zwischen Innen- und Außenrotor einer Magnetkupplung – einschließlich der Wandstärke des Spalttopfs. Er ist die wichtigste Stellgröße für das übertragbare Drehmoment. Quelle: Glossar „Luftspalt"
Durchrutschmoment (Pull-out-Moment)
Das Durchrutschmoment – auch Pull-out-Moment genannt – ist das maximale Drehmoment, das eine Magnetkupplung überträgt, bevor die magnetische Kopplung abreißt und die Kupplung durchrutscht. Quelle: Glossar „Durchrutschmoment (Pull-out-Moment)"

Fallstudie: Pumpe mit aggressivem Medium

Ein Chemiebetrieb fördert mit einer Kreiselpumpe konzentrierte, chloridhaltige Salzsäure. Die bisherige Gleitringdichtung hat in den letzten beiden Jahren mehrfach zu ungeplanten Stillständen durch Leckage geführt; die Pumpe steht zudem in einem schwer zugänglichen Anlagenteil. Der Betriebsleiter fragt bei TEA an, ob eine Magnetkupplung mit Spalttopf die Lösung ist – und welcher Spalttopf-Werkstoff für dieses Medium infrage kommt.

Leitfragen

  1. Warum ist Standard-Edelstahl für den Spalttopf bei chloridhaltiger Salzsäure ungeeignet, und welche Werkstoffe eignen sich stattdessen?
  2. Welche Vorteile bietet die Magnetkupplung gegenüber der bisherigen Gleitringdichtung bei diesem Medium und der schwer zugänglichen Anlage?
  3. Ist die Magnetkupplung nach der Umstellung wartungsfrei?
Musterlösung anzeigen

1. Standard-Edelstahl (1.4571) droht bei chloridhaltigen oder stark sauren Medien Lochkorrosion und sollte dort nicht eingesetzt werden. Hastelloy (höchste Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren und Halogeniden) oder Keramik (chemisch nahezu inert, zusätzlich verlustfrei) sind die geeigneten Alternativen.

2. Die Magnetkupplung hat keinen Wellendurchtritt und ist bei intaktem Spalttopf leckagefrei – anders als die Gleitringdichtung mit ihrer systembedingten Mindestleckage. Das entfallende Risiko ungeplanter Stillstände und der Wegfall von Containment-Maßnahmen (Doppeldichtung, Sperrflüssigkeit) für das aggressive Medium sind gerade bei einer schwer zugänglichen Anlage wertvoll.

3. Nein. Sie ist deutlich wartungsärmer, aber nicht wartungsfrei: Der Spalttopf muss regelmäßig auf Korrosion, Erosion und Risse geprüft werden, dazu kommen die Lager des Innenrotors und – bei metallischem Spalttopf – die thermische Überwachung der Wirbelstromverluste.

Fachliche Grundlage ausschließlich: Magnetkupplung vs. Gleitringdichtung (öffnet in neuem Tab) und Magnetkupplung Spalttopf (öffnet in neuem Tab)

Selbsttest

10 Fragen zu diesem Modul – sofortige Rückmeldung mit Erklärung und Quellenlink. Ab 7 von 10 Punkten gilt das Modul als abgeschlossen.

Selbsttest

10 Fragen zu diesem Modul. Sie sehen nach jeder Antwort direkt, ob sie richtig war.

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Sie geben vor jeder Antwort an, wie sicher Sie sich fühlen. Das hilft, Wissenslücken von Unsicherheit zu unterscheiden. Ohne Einfluss auf die Punktzahl.

Frage 1 von 10

Frage 1 von 10

Welcher Betriebsfaktor S_B ist laut Lerneinheit für Anwendungen mit starken Stößen (z. B. Pressen, Hämmer) üblich?

Erklärung

Für starke Stöße nennt der Ratgeber einen Betriebsfaktor S_B von 2,5–4,0 – deutlich mehr als die 1,0–1,5 für gleichförmigen Lauf.

Quelle: Kupplungen im Maschinenbau →
Frage 2 von 10

Welche Kupplungsbauart erreicht laut Vergleichstabelle ein Verdrehspiel von weniger als 0,5 arcmin?

Erklärung

Die Metallbalgkupplung erreicht mit einer gefalteten Metallbalg aus Edelstahl Verdrehspiele unter 0,5 arcmin – Standard in Hochpräzisions-Robotik und Medizintechnik.

Quelle: Kupplungen im Maschinenbau →
Frage 3 von 10

Welchen linearen Positionierfehler verursacht ein Verdrehspiel von 5 arcmin bei einem Hebelarm von 1 m ungefähr?

Erklärung

s ≈ R · φ = 1.000 mm · 5 · 2,909 · 10⁻⁴ ≈ 1,45 mm – bei hochpräzisen Anwendungen bereits inakzeptabel.

Quelle: Spielfreiheit vs. Spielbehaftung →
Frage 4 von 10

Welche Kupplungsbauart eignet sich laut Lerneinheit am besten für eine konstante Bahnspannung beim Aufwickeln von Material?

Erklärung

Die Hysteresekupplung liefert ein konstantes, drehzahlunabhängiges Rutschmoment auch im Dauerschlupf – genau das braucht eine gleichmäßige Bahnspannung bei Aufwicklern und Abrollsystemen.

Quelle: Hysteresekupplung vs. Permanentmagnetkupplung →
Frage 5 von 10

Welcher Spalttopf-Werkstoff vermeidet Wirbelstromverluste vollständig?

Erklärung

Keramik ist elektrisch nicht leitend, sodass im rotierenden Magnetfeld keine Wirbelströme entstehen – ideal bei hoher Drehzahl oder kritischem Wirkungsgrad, aber sprödbruchempfindlich.

Quelle: Magnetkupplung Spalttopf →
Frage 6 von 10

Um welche Passungsart handelt es sich bei H7/g6?

Erklärung

H7/g6 ist eine Spielpassung: Das Toleranzfeld der Bohrung liegt vollständig über dem der Welle, es entsteht immer positives Spiel – typisch für Gleitlager und Führungsbolzen.

Quelle: ISO-Passungen H7/H6 →
Frage 7 von 10

Welche Passung empfiehlt der Ratgeber für einen Wälzlager-Außenring, der als Loslager axial verschiebbar sein soll?

Erklärung

G7 ist eine Spielpassung mit mehr Spiel als H7 und der Standard für Loslager, deren Außenring sich axial verschieben können muss, um Wärmedehnung auszugleichen.

Quelle: Wellen und Lager: Passungen verstehen →
Frage 8 von 10

Welche Aussagen sind richtig? (Mehrfachauswahl)

Erklärung

H7/p6 erzeugt immer Übermaß (A richtig), und DIN 740 regelt die Betriebsfaktoren nachgiebiger Wellenkupplungen (C richtig). Maßgeblich ist die Lastrichtung: Der Ring mit Umfangslast (meist der drehende) erhält einen festen Sitz mit Übermaß, der Ring mit Punktlast einen losen Sitz (B falsch); die Leckagefreiheit der Magnetkupplung gilt nur, solange der Spalttopf intakt ist (D falsch).

Quelle: ISO-Passungen H7/H6 →
Frage 9 von 10

Ein Motor leistet P = 2 kW bei n = 750 min⁻¹. Wie groß ist das Nennmoment M_N in Nm?

Nm
Erklärung

M_N = 9550 · P / n = 9550 · 2 / 750 ≈ 25,5 Nm.

Quelle: Kupplungen im Maschinenbau →
Frage 10 von 10

Eine Hysteresekupplung überträgt M_Last = 6 Nm bei einer Schlupfdrehzahl Δn = 350 min⁻¹. Wie groß ist die Schlupfleistung P_S in Watt?

W
Erklärung

P_S = M_Last · Δn / 9,55 = 6 · 350 / 9,55 ≈ 219,9 W.

Quelle: Magnetkupplung-Rechner →

Vertiefung (optional)

Die acht Ratgeber-Artikel dieses Moduls, falls Sie tiefer einsteigen möchten. Für die Lerneinheiten und den Selbsttest dieses Moduls ist das Lesen nicht erforderlich.

Curriculum v0.1 (Beta) · Stand 17.09.2026 · Inhalte sorgfältig erstellt und geprüft – finale Abnahme folgt

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