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Technische Mathematik & Geometrie

Kreisringfläche

Fläche zwischen zwei konzentrischen Kreisen: A = π · (R² − r²) – Rohrwand, Dämmschicht, Hohlwelle.

Umstellen nach

Ein Kreisring ist die Fläche zwischen einem äußeren Kreis mit Radius R und einem inneren Kreis mit Radius r um denselben Mittelpunkt. Seine Fläche ist die Differenz der beiden Kreisflächen: A = π · R² − π · r² = π · (R² − r²).

Der Kreisring ist der Querschnitt jedes Rohrs, jeder Hülse und jeder Dämmschale: Aus ihm folgen die Metermasse eines Stahlrohrs, der Werkstoffquerschnitt einer Hohlwelle für die Festigkeitsrechnung, das Dämmvolumen je Meter Leitung oder die Fläche einer Ringdichtung.

Größen und Einheiten

SymbolBedeutungEinheit
RingflächeFläche zwischen Außen- und Innenkreism²
AußenradiusRadius des äußeren Kreises (R > r)m
InnenradiusRadius des inneren Kreisesm

Rechner

m²
m
m

Ergebnis

Rechenweg

  1. Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.

Grafik

KreisringflächeKreisring mit R = 0,054 m, r = 0,0504 m, A = 0,001181 m².R = 0,054 mr = 0,0504 mA = 0,001181 m²
Beispiel: 0,001181 m² ≈ 11,8 cm²

Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.

Beispiel

Ein Stahlrohr 108 × 3,6 (Außendurchmesser 108 mm, Wanddicke 3,6 mm) wird für eine Statik gebraucht. Wie groß ist der Werkstoffquerschnitt der Rohrwand?

  1. Gegeben: Außendurchmesser 108 mm → R = 54 mm = 0,054 m; Innenradius r = 54 mm − 3,6 mm = 50,4 mm = 0,0504 m. Gesucht: Wandquerschnitt A.
  2. Formel: A = π · (R² − r²).
  3. Einsetzen: A = π · (0,054² − 0,0504²) m² = π · (0,002916 − 0,002540) m² = π · 0,000376 m² = 0,001181 m².
  4. Umrechnen: 0,001181 m² = 11,81 cm². Mit der Dichte von Stahl (7 850 kg/m³) folgt die Metermasse: 0,001181 m² · 7 850 kg/m³ ≈ 9,27 kg/m – wie im Tabellenbuch.

Ergebnis: 0,001181 m² ≈ 11,8 cm²

Gültigkeit & Hinweise

  • R muss größer als r sein, sonst wird die Fläche negativ. Bei der Umstellung nach r muss A kleiner als π · R² sein.
  • Gleichwertig mit Durchmessern: A = π / 4 · (D² − d²).
  • Für dünne Ringe (Wanddicke s klein gegen R) gilt die Näherung A ≈ π · d_m · s mit dem mittleren Durchmesser d_m = D − s.

Typische Fehler

  • Innenradius als Außenradius minus Durchmesser der Wand rechnen – abzuziehen ist die einfache Wanddicke.
  • (R − r)² statt R² − r² rechnen.
Verwandte Formeln:Quelle: Elementargeometrie (z. B. Tabellenbuch Metall)