Keilnut

Eine Passfeder-Nut ist ein rechteckiger Schlitz, der in eine Welle, eine Nabe oder eine Bohrung gefräst wird, um eine Passfeder aufzunehmen. Die Passfeder ist ein kleines Metallteil, das zwei Bauteile gegen Drehrutschen sperrt. Die Passfeder-Nut selbst ist rein passiv; sie ist einfach der Negativraum, die Aussparung in genauen Abmessungen, die die Passfeder führt und verhindert, dass sie während der Drehmomentübertragung seitlich verrutscht. Ohne die Nut hätte die Passfeder keinen Halt; ohne die Passfeder in der Nut würde die Kupplung durchdrehen.

Passfeder-Nuten werden nach Standardabmessungen der Passfedern dimensioniert. Ein häufiges Beispiel ist die Keil-Nut (Woodruff-Nut), ein halbkreisförmiger Schlitz für kleinere Wellen; ein anderes ist die Parallelnuten-Nut mit flachen Flanken, die in der Industrie viel verbreiteter ist. Der Schlitz wird beim Herstellen üblicherweise gefräst oder gestoßen. Die Abmessungen umfassen Breite, Tiefe und manchmal den Radius des Nutengrundes; alles nach Normen, die je nach Land und Anwendung unterschiedlich sind. Eine Abweichung zwischen Nut- und Passfeder-Abmessungen führt zu Klemmen, Klappern oder Ausfällen unter Last.

Die Passfeder-Nut wird immer in das schwächere der beiden verbundenen Teile gefräst, normalerweise in die Welle und nicht in die Nabe, da eine Welle für Schneidwerkzeuge leichter zugänglich ist und leichter zu ersetzen ist, wenn sie beschädigt wird. Manche Konstruktionen fräsen Nuten in Welle und Bohrung gleichermaßen ein und schaffen damit eine doppelt gestützte Verbindung mit besserer Konzentrizität, aber höheren Herstellungskosten. Bei Hochgeschwindigkeits- oder Präzisionsanwendungen wird oft auf Passfeder-Nuten verzichtet; stattdessen kommen Keilwellen oder Schrumpfsitze zum Einsatz, die die Last auf größerer Fläche verteilen und kein axiales Spiel erlauben.

Probleme entstehen, wenn die Nut exzentrisch gefräst wird, zu tief (Welle wird geschwächt), oder wenn Korrosion oder Verschleiß sie vergrößert. Eine lockere Passfeder-Nut erlaubt Fretting, die kleine Relativbewegung, die Verschleißteilchen und Wärme erzeugt. Unter schwerer Last oder Stoß kann eine Passfeder aus einer flachen Nut hochrutschen und herausfallen. Regelmäßige Kontrolle des Nuten-Zustands, besonders in gerührten oder stoßbelasteten Maschinen, ist notwendig, um unerwartetes Lösen der Kupplung zu verhindern.

Der Begriff "Passfeder-Nut" bezieht sich speziell auf den Schlitz in der Welle oder Nabe; der entsprechende Schlitz in einer Kupplung oder Buchse heißt manchmal Nuttenstein, aber Passfeder-Nut wird für beide Begriffe locker verwendet. Die Tiefe und exakte Form einer Passfeder-Nut werden durch Industrienormen vorgegeben; am häufigsten ISO 1575 für Parallelnuten und verschiedene nationale Normen für Keil-Nuten, konische und andere Spezialformen. Richtige Passfeder-Nut-Auslegung ist Grundlage jeder Drehmomentverbindung, die unter Belastung gesperrt bleiben muss.