Wie ein Toleranzring funktioniert, ist recht simpel, aber in der Praxis sind die Auslegung von Toleranzhülsen und die Anforderungen an diese sehr viel komplexer. Bei einer einfachen Anwendung wie der Montage von Kugellagern mittels RENCOL® kann es relativ leicht sein, eine Toleranzhülse zu spezifizieren. Allerdings bedarf es bei herausfordernden Anwendungen oder Bedingungen sehr wohl der Zusammenarbeit mit dem Nutzer. Damit eine Toleranzhülse funktioniert, ist es wichtig, die anderen beiden Bauteile passend auszulegen.
Der Auslegungsprozess von RENCOL® Toleranzringen findet in solchen Fällen idealerweise als Zusammenarbeit zwischen den jeweiligen Konstrukteuren statt. Wenn irgend möglich sollte diese Kooperation in einem schon frühen Entwicklungsstadium erfolgen, da für Kunden beim Einsatz einer Toleranzhülse es häufig notwendig wird, ihre Komponenten anzupassen (siehe weiter unten). Die Leistungsfähigkeit, die ein System unter Verwendung einer Toleranzhülse erzielen kann, ist von folgenden drei Elementen abhängig:
Je weiter der Entwicklungsprozess fortgeschritten ist und die einzelnen Elemente eines Systems festgelegt sind, desto schwieriger wird es, eine Toleranzhülse nachträglich zu berücksichtigen, da die Möglichkeit, wichtige Eckpunkte zu ändern, sich zunehmend verringert.
Typische Entwicklungsstufen sind:
Bei der Auslegung von Toleranzhülsen sind ein paar Dinge zu bedenken – einige davon sind nicht offensichtlich, wenn der Umgang mit Toleranzhülsen keine Routine ist. Folgende Punkte sollten beachtet werden:
Um eine Toleranzhülse zwischen zwei Bauteilen zu platzieren, benötigt dieser Raum (üblicherweise zwischen 0,4 bis 1,2 mm radial). Manchmal können gewisse Abmaße nicht geändert werden (z. B. der Außendurchmesser eines Kugellagers, um dieses zu befestigen); dies sollte dann dem Konstrukteur eines RENCOL® Toleranzrings im Vorfeld mitgeteilt werden.
Es ist wichtig, die Gesamtsumme aller radialen Toleranzen zu betrachten und die daraus resultierenden Kräfte abzuschätzen. Notwendigerweise muss erkannt werden, ob unter Grenzbedingungen Mindest- (oder manchmal auch Maximal-) kräfte einzuhalten sind.
Diese haben einen ähnlichen Einfluss wie die Bauteiltoleranzen (Änderung der wirkenden Kräfte); kommen Bauteile aus unterschiedlichen Materialien zum Einsatz, muss die thermische Ausdehnung berücksichtigt werden, um immer eine angemessene Kraft zu erzielen.
Die Breite einer Toleranzhülse hat einen Einfluss auf die Möglichkeit, bestimmte Verprägungen zu verwenden. Je schmaler ein Ring ist, desto weniger radiale Kraft können die entsprechend schmaleren Verprägungen der Toleranzhülse erzeugen. Die Kenntnis über etwaige räumliche Begrenzungen ist wichtig, um abschätzen zu können, ob die Toleranzhülse die angestrebten Eigenschaften erfüllen kann.
Kräfte, die auf das System wirken, sind besonders wichtig bei der Auslegung von Toleranzhülsen; Fehler hierbei können zum Ausfall führen. Folgende Information werden benötigt:
Derartige Anwendungen sind tendenziell anspruchsvoller und bedürfen weiterer Informationen.
Die Anforderung in solchen Systemen besteht darin, dass beim Überschreiten eines bestimmten Drehmoments die Bauteile sich relativ zueinander bewegen. Dies dient zum Schutz der Bauteile vor Überbeanspruchung oder auch der Nutzer selbst.
Dies hängt von den Anforderungen ab; wobei üblicherweise eine wechselseitige Abhängigkeit von der Toleranzhülse zu erzeugenden Kraft und der Festigkeit der anderen Bauteile besteht. Es folgen die drei gebräuchlichsten Anordnungen von Toleranzhülsen mit deren Vorteilen und Anforderungen:
Dies ist die kostengünstigste Montageanordnung, da die Gegenkomponenten keine zusätzlichen Positionierungsvorrichtungen benötigen. Die Herausforderung ist, dass bei dieser Anordnung der Toleranzring die volle radiale Belastung aufnehmen muss, die auf das System wirkt. Manchmal bedarf es dazu jedoch spezieller Vorrichtungen, um den Toleranzring während des Verbaus in der richtigen Position zu halten.
Die Einführung eines Absatzes am Schaft oder im Gehäuse hilft, den Toleranzring während des Verbauvorgangs ortsfest zu halten. Als zusätzlicher Vorteil lässt sich die Konzentrizität verbessern, wie auch die radiale Belastbarkeit des Systems erhöhen.
Durch Erzeugen einer Nut zur Aufnahme oder Arretierung des Toleranzrings sorgt für die beste axiale Sicherung während des Verbaus. Zusätzliche Vorteile werden erzielt; beispielweise eine höhere Konzentrizität, eine einfachere Justierung bei der Montage sowie eine größere radiale Belastbarkeit.
Wenn wir Ihr Interesse geweckt haben und Sie herausfinden möchten, ob sich ein Toleranzring für Sie eignet, oder wenn Sie Unterstützung bei den für eine Auslegung benötigen Informationen brauchen, nehmen Sie Kontakt zu uns auf!