Passfeder: Nutmaße, Flächenpressung und Spiel in Drehrichtung

10. November 2026 Patrick Mehner

Eine Passfeder ist ein genormtes Mitnehmerteil mit rechteckigem Querschnitt, das in Nuten von Welle und Nabe liegt und das Drehmoment über seine Seitenflächen formschlüssig überträgt. Ausgelegt wird sie meist über die Flächenpressung an der Nabenflanke. Die Verbindung eignet sich für vorwiegend einseitige Drehmomente, hält die Nabe aber weder axial fest noch spielfrei in Drehrichtung.

Eine Passfeder klemmt nichts. DIN 6885 ordnet sie den Mitnehmerverbindungen ohne Anzug zu: Anders als ein Keil wird sie nicht eingetrieben, und zwischen Rücken und Nutgrund der Nabe bleibt Luft. Für eine Riemenscheibe oder ein Zahnrad auf einer Motorwelle zählen deshalb neben der Tragfähigkeit zwei Fragen: Wie viel Spiel hat die Verbindung in Drehrichtung, und was hält die Nabe axial?

Wie die Passfeder das Drehmoment überträgt

Die Passfeder liegt mit etwas mehr als ihrer halben Höhe in der Wellennut, der Rest ragt in die Nabennut. Dreht die Welle, drückt eine Flanke der Wellennut gegen die Passfeder und deren andere Seite oberhalb der Welle gegen die Flanke der Nabennut. Beansprucht werden vor allem die Flanken auf Flächenpressung; auf der Nabenseite trägt nur die Höhe h − t₁, mit t₁ als Wellennuttiefe.

Rundstirnige Passfedern haben halbrunde Enden, passend zur Nut, die ein Fräser vom Durchmesser b erzeugt. Weil die Rundungen nicht tragen, gilt als tragende Länge l − b; bei geradstirnigen zählt die ganze Länge. Zentriert wird die Nabe durch die Passung zwischen Bohrung und Welle, nicht durch die Passfeder. Alternativen ordnet die Auswahl von Verbindungen im Modellbau ein.

Eigene schematische Grafik. Querschnitt maßstäblich für d = 14 mm und Passfeder 5 × 5 mit den Nuttiefen aus der Ganter-Tabelle; das Rückenspiel ist vergrößert gezeichnet. Die Pfeile zeigen die Lage der Flächenpressung, nicht ihre Größe.

Der Kraftfluss Schritt für Schritt

Startet nur auf Wunsch. Pause hält den aktuellen Stand fest. Die Darstellung läuft in Lerngeschwindigkeit; sie simuliert keine Maschinensteuerung. Ohne Bewegung erklären Grafik und Liste denselben Inhalt.

Die Welle überträgt das Drehmoment T; im Bild dreht sie im Uhrzeigersinn.
Die linke Flanke der Wellennut drückt im unteren Teil gegen die Passfeder.
Die rechte Seite der Passfeder drückt oberhalb der Welle gegen die Flanke der Nabennut. Tragend ist nur die Höhe h − t₁, hier 5 mm − 3 mm = 2 mm.
Zwischen Passfederrücken und Nutgrund der Nabe bleibt Spiel, rechnerisch 3 mm + 2,3 mm − 5 mm = 0,3 mm. Der Rücken überträgt keine Kraft.
In der Draufsicht tragen bei der rundstirnigen Passfeder nur die geraden Flanken: l − b = 16 mm − 5 mm = 11 mm.

Nutmaße und Sitzarten nach DIN 6885

DIN 6885-1 legt für die hohe Form Maße, Toleranzen und Masse von Passfedern und Nuten fest. Auszug nach Ganter:

Welle d (mm)	b × h	Wellennut t₁	Nabennut t₂	Kontrollmaß d − t₁	Kontrollmaß d + t₂
14	5 × 5	3	2,3	11	16,3
20	6 × 6	3,5	2,8	16,5	22,8
25	8 × 7	4	3,3	21	28,3

Alle Maße in mm. Bei Ganter heißt die Wellennuttiefe allerdings t₄; maßgeblich ist die Skizze der jeweiligen Tabelle. Für d = 14 mm ergibt sich ein Rückenspiel von 3 mm + 2,3 mm − 5 mm = 0,3 mm.

Den Sitz in Umfangsrichtung bestimmen die Toleranzen der Nutbreiten. Ganter nennt den festen Sitz (Wellennut P9, Nabennut P9), den leichten Sitz (N9 und JS9) und den Gleitsitz für eine verschiebbare Nabe (H9 und D10). Der leichte Sitz erleichtert die Montage, lässt aber eher Spiel zu. Die Bohrung braucht zusätzlich eine eigene Passung zur Welle, wie im Artikel zur Bohrungstoleranz beschrieben.

Eigenes Rechenbeispiel: Pressung und Spiel an einer Motorwelle

Wir nehmen eine Stahlwelle mit d = 14 mm, eine Zahnriemenscheibe mit rundstirniger Passfeder 5 × 5 und l = 16 mm sowie ein größtes Drehmoment T = 4 N·m an; das ist kein Motorkennwert. Der vereinfachte Nachweis nach einer Musterlösung der TU Dortmund lautet p = 2T / (d × (h − t₁) × l_tr × i × φ) mit der Zahl i der Passfedern und dem Traganteil φ.

Mit i = 1, φ = 1, h − t₁ = 2 mm und l_tr = 11 mm ergibt sich die Umfangskraft 2 × 4.000 N·mm / 14 mm ≈ 571 N und p ≈ 571 N / (2 mm × 11 mm) ≈ 26 N/mm². Ob das zulässig ist, entscheidet der schwächere Partner nach Tabellenwerk oder Herstellerangabe; eine Aluminiumnabe verträgt weniger als Stahl. Eine zweite Passfeder bringt mit φ = 0,75 nur den 1,5-fachen Wert.

Für das Spiel zwischen Passfeder und Nabennut nehmen wir 0,02 mm an, wirksam etwa auf dem mittleren Flankenradius von 7 mm + 1 mm = 8 mm. Das ergibt 0,0025 rad, rund 0,14°. Am Wirkdurchmesser 40 mm der Riemenscheibe sind das 0,05 mm Riemenweg, die bei direktem Riemenantrieb der Achse bei jeder Richtungsumkehr als Leerweg erscheinen. Treibt die Scheibe dagegen 1:1 eine Spindel mit 5 mm Steigung, bleiben am Tisch rechnerisch etwa 0,002 mm. Das Messen solcher Leerwege beschreibt der Artikel zu Flankenspiel und Umkehrspiel.

Grenzen und typische Fehler

Klocke nennt die Passfeder eine Lösung für vorwiegend einseitige Drehmomente; bei Lastrichtungswechsel gilt sie als bedingt geeignet, bei Stößen als ungeeignet. Bei jedem Wechsel legt sie sich an die andere Flanke an, und die Nut kann ausschlagen. Zudem wirkt die Wellennut als Kerbe: Schäfer und Korte (TU Clausthal) nennen die Passfederverbindung als bekanntes Beispiel für eine Kerbwirkung, die immer wieder zu Bruchschäden führt, und geben für die Passfedernut eine Torsionsformzahl α_kt = 2,8 an.

Axial hält die Passfeder nichts; dafür sorgen ein Wellenabsatz, eine Nutmutter oder ein Sicherungsring mit passender Nut. Typische Fehler sind eine zu hohe Passfeder, die am Rücken aufsitzt und die Nabe aus der Mitte drückt, eine schief zur Bohrung liegende Nabennut und eine zu kurze rundstirnige Passfeder: Bei b = 5 mm und l = 8 mm bleiben 3 mm tragende Länge.

Für wechselnde Momente und spielfreie Achsantriebe kommen kraftschlüssige Verbindungen wie der Pressverband oder ein Spannsatz in Frage, der laut Klocke ohne Passfeder auskommt und sich selbst zentriert. Spiel und Steifigkeit an Kupplungsnaben behandelt der Artikel über formschlüssige Kupplungen.

Nuten fertigen: Welle fräsen, Nabe räumen oder stoßen

Die Wellennut entsteht auf der Fräse mit einem Stirn- oder Schaftfräser. Ein Fräser mit genau der Nennbreite b schneidet durch Rundlaufabweichung leicht breiter; für einen festen Sitz ist es sicherer, kleiner vorzufräsen und die Flanken einzeln auf Maß zu bringen. Die Tiefe wird als Kontrollmaß d − t₁ vom Nutgrund zur gegenüberliegenden Wellenseite gemessen, nachdem die Welle genau zur Spindel ausgerichtet wurde.

Die Nabennut ist eine durchgehende Innennut mit rechteckigem Querschnitt und wird üblicherweise geräumt, in der Werkstatt mit Räumnadel und Führungsbuchse in einer Presse; alternativ wird sie gestoßen oder drahterodiert. Geprüft werden das Kontrollmaß d + t₂ von der gegenüberliegenden Bohrungswand bis zum Nutgrund und die Nutbreite, etwa mit der Passfeder selbst.

Prüfliste für eine Passfederverbindung

Lastart klären: einseitig, wechselnd, stoßartig oder spielfrei positionierend?
Querschnitt b × h aus Norm oder Herstellertabelle wählen, Bezeichnung der Nuttiefen prüfen.
Sitzart festlegen, Toleranzen beider Nutbreiten eintragen.
Tragende Länge bestimmen und die Flächenpressung mit dem schwächeren Werkstoff vergleichen.
Rückenspiel nachrechnen: t₁ + t₂ muss größer als h sein.
Axiale Sicherung der Nabe vorsehen.
Nach der Montage Rundlauf und Spiel in Drehrichtung mit der Messuhr prüfen.

Quellen und fachliche Einordnung

Primärquellen, geprüft am 08.11.2026. Eigene Lehrbeispiele und schematische Grafiken. Nutmaße und Sitzarten sind ein Auszug aus der genannten Herstellerunterlage; verbindlich ist die jeweils gültige Norm.