Allgemeines
Toleranzring-Verbindungen zum Übertragen von Drehmomenten
Sehr häufig müssen Axial- oder Umfangskräfte, die in ihrer Größenordnung festliegen, übertragen werden. Aus der Vielzahl von Anwendungsfällen sei die Befestigung von Riemenscheiben, Schwungrädern und Lüfterflügeln genannt.
Diese Abbildung zeigt eine Keilriemenscheibe, die mit einem Toleranzring R0820 030 08 auf einer Welle befestigt ist. Diese Verbindung überträgt ein Mindestdrehmoment M von 88 Nm. Das entspricht: EI-Motorleistung von P = 4,3 kW bei einer Drehzahl n = 1400 min-1 und Sicherheitsfaktor S = 3 für das Anlaufmoment
Übertragen von Drehmomenten
Polares Widerstandsmoment
Die Abbildungen unten zeigen eine Gegenüberstellung von Toleranzringverbindungen, freier und zentrierter Einbau, gegenüber einer Formschlussverbindung bei gleicher Wellenabmessung.
Die bisher üblichen Formschlussverbindungen erfordern das Einarbeiten entsprechender Nuten in die Wellen und in die Bohrungen der zu verbindenden Teile. Durch die in die Wellen eingearbeiteten Nuten werden die Wellen geschwächt und damit das polare Widerstandsmoment WP vermindert.
Dieser Nachteil entfällt bei Verbindung mit Toleranzringen. Das polare Widerstandsmoment Wp bleibt bei freiem Einbau vollständig erhalten und verringert sich beim zentrierten Einbau nur unwesentlich.
Freier Einbau, Form R0810
Wellendurchmesser = 30 mm
Widerstandsmoment Wp = 5,3 cm3
Zentrierter Einbau, Form R0820
Wellendurchmesser = 30 mm
Widerstandsmoment Wp = 4,3 cm3
Formschlussverbindung
Wellendurchmesser = 30 mm
Widerstandsmoment Wp = 2,0 cm3
Konstruktionshinweise
Freier Einbau
Der freie Einbau kann für die Formen R0810 und R0820 angewendet werden. Diese Toleranzring-Verbindung ist sehr wirtschaftlich herzustellen, da lediglich einfache, glatte Wellen mit ebenso einfachen, glatt durchgehenden Bohrungen verbunden werden. Es muss jedoch mit einem Mittenversatz und einer Minderung der angegebenen Drehmomentwerte M von ca. 20% gerechnet werden.
Zentrierter Einbau
Der zentrierte Einbau wird dann angewendet, wenn eine genaue Zentrierung erforderlich ist oder umlaufende Belastung bzw. größere radiale Stöße zu erwarten sind. Durch die entsprechende Wahl der Passung zwischen Welle und Bohrung kann jede gewünschte Rundlaufgenauigkeit erzielt bzw. ein Durchfedern der Toleranzringe abgefangen und deren Beschädigung somit vermieden werden.
Mehrfachanordnung von Toleranzringen
Wenn die zulässige Belastung des einzelnen Toleranzrings nicht ausreicht, können jederzeit zwei oder mehrere Toleranzringe nebeneinander eingebaut werden, denn die übertragbaren Belastungen addieren sich. Dabei ist darauf zu achten, daß die Toleranzringe durch Stege getrennt sind, damit bei der Montage ein Übereinanderschieben der Toleranzringe vermieden wird.
Toleranzringe mit schrägem Rand
Diese Ausführung mit schrägem Rand sichert den Toleranzring gegen Herauswandern. Er wird vor allem bei der Montage von großen Wälzlagern in Leichtmetallgehäusen verwendet.
Ausführung der Anschlussteile
Um die Funktion sicherzustellen und Beschädigungen der Toleranzringe zu vermeiden, ist bei der Anfertigung der Anschlussteile folgendes zu beachten: Bei Toleranzringen der Form R0810 müssen die Wellenenden mit Radien rw und bei der Form R0820 die Bohrung mit rg versehen werden. Für die Einstiche in Bohrung und Welle beim zentrierten Einbau sind möglichst kleine Radien re vorzusehen, damit die Toleranzringe gut an den Seitenflächen der Einstiche anliegen. Zur Herstellung der Einstichbreite b verwenden Sie bitte das Toleranzfeld C13. Die erforderliche Größe der Radien und die Abmaße für die Einstiche sind den Tabellen zu entnehmen. Falls die angegebenen Radien nicht vorgesehen werden können, schlagen wir Fasen von 20° vor.
Größe der Radien r(e), r(g) und r(w)
Abmaße C13 für die Einstichbreiten b
Freier Einbau, Form R0810
System Einheitswelle
Freier Einbau, Form R0820
System Einheitsbohrung
