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tretter20216Fachartikel

Toleranzhülsen bzw. Toleranzringe lassen sich als kraftschlüssige Verbindungselemente vielseitig einsetzen. Ihre einfache Wiederlösbarkeit sowie Austauschbarkeit verschafft Ihnen einen enormen Vorteil gegenüber Press- und Klebeverbindungen. Formschlüssige Verbindungen wie Passfedern oder Vielkeilwellen sind in ihrer Herstellung aufwändig und kostenintensiv. Gegenüber anderen Welle-Nabe-Verbindungen sind Toleranzhülsen von Dr. Tretter somit meist einfacher zu handhaben bei sehr wirtschaftlichen Gesamtkosten.


tretter10216Bei diesen Bauelementen handelt es sich um geschlitzte Blechhülsen, in die Sicken wie Wellenberge eingeprägt sind. Als Material dient Federbandstahl, welches bei der Niro Ausführung bis zu 250 °C unter gleichbleibenden Federeigenschaften verkraftet. Für Temperaturen bis zu 450 °C wird Federbandmaterial aus Hastelloy verwendet. Die Toleranzhülse sitzt im Spalt zwischen Lagerbohrung und Welle. Für den Festsitz sorgen die Wellenberge, welche über den gesamten Umfang der Toleranzhülse verteilt sind und wie viele kleine Druckfedern wirken. Durch ein bestimmtes Übermaß der Toleranzhülse werden die Wellenberge elastisch verformt, wodurch ein Kraftschluss zwischen Lager und Welle entsteht.

Unbestimmte und bestimmte Kraftübertragung

Aufgrund der vielseitigen Vorteile von Toleranzhülsen ergeben sich zahlreiche Anwendungsgebiete bei Wellen-Naben-Verbindungen. Es werden hierbei Problemstellungen gelöst im Zusammenhang mit Mittenversatz, Zentrierung, Schwingungen, Temperaturausdehnung, zu große Toleranzen der Anschlusskomponenten oder auch der Drehmomentbegrenzung. Toleranzhülsen werden demnach eingesetzt, um unbestimmte Kräfte sowie aber auch bestimmte Mindest- und Höchstkräfte zu übertragen.

tretter30216Einfache Einsatzfälle ohne definierte Kraftübertragung sind Befestigungen von Bediengriffen, Armlehnen- und Federrohren bei Sitzmöbeln. Anwendungen, bei denen kostengünstig ein geringes Drehmoment übertragen werden muss, sind zum Beispiel Befestigungen für Lüfter-, Resolver- und Riemenscheiben bei Elektromotoren oder Pumpen. Spielt eine definierte Kraftübertragung eine entscheidende Rolle, werden Toleranzhülsen zum Beispiel in Schwung- oder Zahnrädern in der Antriebstechnik eingesetzt.

Zunehmend kommen sie auch zum Einsatz, wenn Materialien mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten miteinander verbunden werden, so dass bei Wärmeentwicklung Probleme auftreten würden. Das trifft zum Beispiel bei Stahllagern in Aluminiumgehäusen oder Keramiklagern in der Pumpentechnologie zu. Durch die Federkraft ist eine beschädigungsfreie Verbindung stets garantiert – weder lockert sich die Welle, noch kann es zum Verlust der Sitzkraft und damit zum „Wandern“ des Lagers kommen.

Ein weites Anwendungsfeld ergibt sich bei der Übertragung von bestimmten Drehmomenten oder auch in Drehmomentbereichen. Die Federkraft der Toleranzhülse lässt sich so auslegen, dass die Sitzkraft für einen zulässigen Bereich sichergestellt wird und bei größerer Krafteinwirkung die Toleranzhülse durchrutscht. Somit ist im Falle einer Überlastsituation eine Beschädigung der Bauteile ausgeschlossen. Anwendungen wären damit Rutschkupplungen sowie Überlastsicherungen jeglicher Art. Dieses Einsatzgebiet setzt allerdings voraus, dass die Toleranzen der Anbauteile genau bekannt und nicht zu groß sind.

Einbaumöglichkeiten von Toleranzhülsen

tretter40216Toleranzhülsen gibt es sowohl für das System Einheitswelle (AN-Typ) als auch für das System Einheitsbohrung (BN-Typ). Da die Bauteile geschlitzt sind, können sie sehr einfach montiert werden. Im Falle des AN-Typs wird die aufklaffende Toleranzhülse in die Bohrung eingelegt. Der Spalt verengt sich beim Verpressen mit der Welle. Beim BN-Typ überlappt sich der Spalt der Hülse im Anlieferzustand. Zur Montage wird der Toleranzring auf die Welle geschoben und diese dann samt Toleranzhülse in die Bohrung gefügt. Darüber hinaus gibt es noch die Form AL  – eine Variante zur AN-Form, die speziell zur Lagerung von Wälzlagern entwickelt wurde.

Der Einbau der Toleranzhülse kann im sogenannten „freien Einbau“ oder im „zentrierten Einbau“ erfolgen. Der freie Einbau macht keinerlei Bearbeitung der Anschlussteile nötig. Diese Einbauart kann aber nur dann herangezogen werden, wenn sichergestellt ist, dass die radiale Belastung auch bei eventuell zusätzlich auftretenden Laststößen nicht über das zulässige Maß der Radialbelastung der verwendeten Hülse hinausgeht.

Beim zentrierten Einbau wird die AN-Hülse in eine Nut in der Bohrung und die BN-Hülse in eine Nut der Welle eingelegt. Die Nutbreite muss dabei so gewählt werden, dass zu beiden Seiten noch genügend breite „Schultern“ an der Bohrung oder der Welle verbleiben. Diese Schultern ermöglichen eine Zentrierung. Auch bei der Montage ist dieser Einbau vorteilhafter, weil sich der in die Nut eingelegte Ring an deren Seitenflächen abstützen kann. Eine Deformierung aufgrund von Verkanten lässt sich so vermeiden.

Für diverse Einheitsbohrungen oder -wellen bietet Dr. Tretter eine große Auswahl an Standardgrößen. Toleranzhülsen gibt es in Durchmessern 6 bis 250 mm serienmäßig in rostarmen Niro-Stahl sowie in Kohlenstoffstahl oder hitze- oder säurebeständigeren Sondermaterialien.

Dank langjähriger Erfahrung in Entwicklung und Fertigung ist der Anbieter auch in der Lage, Sonderlösungen für spezielle Anforderungen auszulegen und herzustellen. Dabei begleitet er Anwender bereits in der Konstruktionsphase und unterstützt bei der Entwicklung einer geeigneten kraftschlüssigen Verbindungslösung.
Bild oben: Als Material dient Federbandstahl. Für den Festsitz sorgen die Wellenberge, die über den gesamten Umfang der Toleranzhülse verteilt sind und wie viele kleine Druckfedern wirken.

weiterer Beitrag des Herstellers          Literatur        Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

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