Zapfen [1]

Zapfen, Rotationskörper, die, von entsprechend geformten Hohlkörpern (Lagern, Büchsen) ganz oder teilweise umschlossen, die Drehung von Maschinenteilen um geometrische Achsen vermitteln. Bei Tragzapfen erfolgt der Zapfendruck vorwiegend senkrecht zur Zapfenachse, bei Stützzapfen fällt er hauptsächlich in die Richtung der Zapfenachse. Man bezeichnet einen Tragzapfen als Stirnzapfen (Fig. 1), wenn er nur an einer Seite mit dem Teil, dem er angehört, verbunden ist; als Halszapfen (Fig. 2), wenn er sich zwischen zwei Teilen einer Achse oder Welle befindet, mit der er ein Stück bildet. Gegen Verschieben der Z. im Lager durch axial gerichtete Kräfte schützen die Anläufe a a, bez. Bunde b b. An Stelle der letztern treten mitunter Stellringe (s. Stellring). Der Gabelzapfen ist ein an seinen beiden Enden in einem Maschinenteil (gegabelte Bleuelstange, Kreuzkopf) befestigter Tragzapfen. Die einfachste und bestbewährte Form der Tragzapfen ist die zylindrische.

Stirnzapfen.

Halszapfen.

Spurzapfen.

Ringzapfen.

Kammzapfen.

Nur da, wo eine allseitige Beweglichkeit erforderlich ist, wählt man mitunter Kugelform (Kugelzapfen). Sogen. Halbzapfen, von ungefähr der Hälfte eines Zylinders gebildet, gestatten nur eine Drehung (ein Schwingen) um kleine Winkel. Wird der Radius des Halbzapfens sehr klein, nahezu = 0, dann entsteht die Schneide (bei Wagen benutzt). Ein Stützzapfen, der am Ende einer Welle oder Achse angebracht ist und mit seiner ebenen oder gewölbten Stirnfläche, auf die Spurplatte s (Fig. 3) gestützt, den Zapfendruck aufnimmt, heißt Spurzapfen (Fuß- oder Grundzapfen). Zur Aufnahme seitlich einwirkender Kräfte ist auch die Mantelfläche des Spurzapfens vom Lager umschlossen. Kugelige Spurzapfen finden selten Verwendung. Beim Ringzapfen (Fig. 4) durchdringt die Welle die ringförmige Lauffläche l, die einem Wellenbund angehört. Aus der Vereinigung mehrerer Ringzapfen r r (Fig. 5) entsteht der Kammzapfen (hauptsächlich bei den Schraubenwellen der Schraubenschiffe benutzt). Als Trag- und als Stützzapfen findet die Spitze, d. h. ein konischer Z., der sich mit seinem spitzen Ende in eine entsprechende Vertiefung (Spur) legt, bei leichten Wellen Verwendung (bei Drehbänken, Uhren etc.). Man spricht in diesem Falle von Wellen etc., die »in oder zwischen Spitzen laufen«. Die Lauffläche der Z. soll zur Erzielung geringer Reibung in den Lagern möglichst glatt sein. Das Material der Z. ist meist Schmiedeeisen oder Stahl (häufig gehärtet), seltener Gußeisen, Bronze od. dgl. Bestehen die mit Z. zu versehenden Teile nicht aus geeignetem Material, so werden solche eingesetzt. Bei den früher viel verwandten hölzernen Wasserradwellen waren verschiedene Arten der Zapfenbefestigung üblich, wonach die Benennungen Anker-, Blatt- oder Flügel-, Keil-, Kreuzzapfen gebildet sind. Vgl. Lager, S. 45 s. – Über Z. in der Zimmerei s. Holzverband, S. 513.