Eine Passfeder (auch Federkeil) ist ein Maschinenelement aus dem Maschinenbau und wird zur Realisierung einer Welle-Nabe-Verbindung benutzt. Die Verbindung ist formschlüssig und dient zur Übertragung von Drehmomenten (zum Beispiel Antriebswelle - Zahnrad).
Die Passfeder ist ein massives, längliches Metallteil mit rechteckigem Querschnitt, wird in eine entsprechend gefräste Passfedernut in der Welle eingelegt und ragt aus dieser heraus.
Die zugehörige Nabe ist mit einer durchgehenden geräumten Nut versehen und wird zur Montage axial über die Passfeder geschoben. Die Passfeder wirkt durch Formschluss an ihren Flanken als Mitnehmer und überträgt das Drehmoment der Welle auf das anzutreibende Bauteil (im Falle einer Antriebswelle) oder das Drehmoment des antreibenden Bauteils auf die anzutreibende Welle (im Falle einer Abtriebswelle). In axialer Richtung muss das Rad auf der Welle gegen Verschieben gesichert werden. Übliche Formen der axialen Fixierung an der Wellenschulter sind Sicherungsring oder Nutmutter. Alternativ wird bei Verbindungen, welche unter Umlaufbiegung und überlagerter statischer Torsion beansprucht werden, ein kleines Übermaß von zirka 0,25 bis 0,5 Promille zwischen Welle und Nabe aufgebracht.
Der Querschnitt der Passfeder wird nach DIN 6885 festgelegt. Dabei hängen die Höhe h und die Breite b der Passfeder direkt vom Wellendurchmesser d ab. Die Länge der Verbindung wird durch die DIN 6892 bestimmt. Diese unterscheidet zwischen drei Auslegungsmethoden mit zunehmender Komplexität von C nach A.
| |||
| Bereich | Sicherungselemente | ||
| Titel | Mitnehmerverbindungen ohne Anzug, Passfedern, Nuten, Teil 1: hohe Form; Teil 3: niedrige Form, Abmessungen und Anwendung | ||
| Erstveröffentlichung | Februar 1956 | ||
| Letzte Ausgabe | November 2021 | ||
Passfedern sind nach Form und Abmessungen in Deutschland in der DIN 6885, in Österreich nach ÖNORM M5461 genormt. Diese Norm legt u. a. auch fest, dass zur Tolerierung der Nutbreite eine Passung mit dem Toleranzfeld P9, N9 oder JS9 nach dem Passungssystems Einheitswelle laut DIN 7155 verwendet wird. Die Passfeder entspricht damit einer Einheitswelle mit Toleranzfeldlage h (oberes Abmaß = 0). Gestaltungs- und Berechnungsgrundlagen von Passfederverbindungen legt die DIN 6892 fest.
Es gibt rundstirnige Passfedern, geradstirnige Passfedern sowie rundstirnige Passfedern mit Halte- und Abdrückschrauben.
Die nutzbare Länge einer rundstirnigen Passfeder ist deren Gesamtlänge abzüglich deren Breite, da die beidseitigen Rundungen in der Nabe nicht tragen. Bei geradstirnigen Passfedern ist die Gesamtlänge als tragende Länge anzusetzen.
Eine ähnliche Art der Welle-Nabe-Verbindung ist die Scheibenfeder, früher auch als Woodruff-Keil bezeichnet. Hier wird nicht mit einem Stirnfräser, sondern mit einem Scheibenfräser eine halbrunde Nut in die Welle gefräst und eine halbrunde Scheibe als Keil eingelegt. Die Nabe ist genauso ausgeführt wie bei Verwendung einer Passfeder. Der Nachteil dieser Variante ist, dass die Welle durch die notwendige, tiefere Nut mehr geschwächt wird, weshalb diese Ausführung weniger häufig verwendet wird.
