Toleranzhülsen sind ein wesentlicher Bestandteil vieler mechanischer und technischer Anwendungen. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Sicherstellung präziser Passungen und der Reduzierung von Verschleiss in verschiedenen Maschinen und Geräten. In diesem Blogbeitrag erfahren Sie alles, was Sie über Toleranzhülsen wissen sollten – von ihrer Funktionsweise, die verschiedenen Typen bis hin zu den Vorteilen, die sie bieten. Entdecken Sie, wie Toleranzhülsen zur Optimierung Ihrer technischen Projekte beitragen können.
Was ist eine Toleranzhülse?
Eine Toleranzhülse (oft auch als Toleranzring bezeichnet) ist eine gebogene Metallform, die wie ein offener Zylinder aussieht. An der Aussen- oder Innenseite der Form sind Wellen angebracht. Normalerweise hat eine Toleranzhülse an der Seite einen Schlitz, durch den sie gezogen oder gepresst werden kann. Die Toleranzhülse wird zwischen zwei Bauteile gepresst, wodurch eine technische Verbindung entsteht. Jede Hülse wirkt dabei wie eine Feder: Je stärker sie zusammengedrückt wird, desto grösser ist die Kraft, die sie erzeugt. Diese Kraft hält die Bauteile zusammen.
Wo werden Toleranzhülsen eingesetzt?
Toleranzhülsen spielen in vielen Bereichen eine wichtige Rolle, von Automobilindustrie, Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Robotik, Solar-, Verpackungs- oder Möbelindustrie bis hin zu Festplattenlaufwerken, Pumpen, Rasenmäher oder Ventilatoren. Der Einsatz von Toleranzhülsen ist für zahlreiche Anwendungen sinnvoll:
- Ausgleich von Wärmedehnung von Anschlussteilen
- Reduktion von Geräuschentwicklung
- Reduktion von Schwingungen/Vibrationen
- Begrenzung und Übertragung von Drehmomenten
- Übertragung von Axialkräften
- Ausgleich von Fluchtungsfehlern und Mittenversatz
- Überbrückung grosser Toleranzen von Anschlussteilen
Toleranzhülsen gewährleisten eine schnelle und einfache Montage und sind sowohl in der Einzel- als auch in der Serienfertigung vielseitig einsetzbar.
Aus welchem Material sind Toleranzhülsen?
Dr. TRETTER Toleranzhülsen werden aus zwei Werkstoffen hergestellt. Wegen der höheren thermischen und chemischen Belastbarkeit werden die meisten Toleranzhülsen aus korrosionsbeständigem Stahl gefertigt. Dabei handelt es sich um federharten, kaltgewalzten, nichtrostenden Federbandstahl. Kleinere Grössen werden üblicherweise aus Kohlenstoffstahl, einem kaltgewalzten, gehärteten und angelassenen Federbandstahl hergestellt.
Sind Toleranzhülsen temperaturbeständig?
Toleranzhülsen aus Kohlenstoffstahl können Dauertemperaturen bis 120 °C und kurzzeitig höhere Temperaturen bis 170 °C ohne Schaden überstehen. Toleranzhülsen aus Nirostahl behalten ihre Federeigenschaften bei Dauertemperaturen bis 250 °C. Kurzzeitige höhere Erwärmungen bis 300 °C haben keinen Einfluss auf die Federeigenschaften.
Welche Ausführungen von Toleranzhülsen gibt es?
Generell werden AN-, BN- oder AL-Ausführungen eingesetzt. Welche die richtige ist, hängt in erster Linie von der geplanten Einbau- /Montageart und der damit verbundenen Ausführung der Anschlussteile ab.
- Toleranzhülse zum Einpressen auf Einheitsbohrung (Form BN): Wenn die Bohrung fix (Wälzlagerinnenring) bzw. die Nacharbeit an der Welle einfach ist (zum Beispiel bei einem Einstich) wird in der Regel eine BN-Type verwendet und der Wellendurchmesser angepasst. Die Toleranzhülse wird auf die Welle gezogen und diese zusammen mit der Toleranzhülse in die Aufnahmebohrung eingepresst.
- Toleranzhülse zum Aufpressen auf Einheitswelle (Form AN): Wird in der Regel eingesetzt, wenn der Durchmesser der Welle fix ist und nicht nachgearbeitet werden kann (beispielsweise Wälzlageraussenring, Motorausgangswelle oder Statorpakt). Der Bohrungs- bzw. Einstichdurchmesser (bei zentriertem Einbau) wird auf den Einsatzfall angepasst.
- Toleranzhülse zur Befestigung von Wälzlagern (Form AL): Bogenförmige Ausführung, die speziell für die Lagerung des Aussenringes von kleineren Kugellagern eingesetzt wird.
Mehr Informationen zu den Ausführungen.
Welche Toleranzhülse für welche Anwendung?
Bei der Auswahl der richtigen Toleranzhülse sind grundsätzliche Überlegungen anzustellen. Wenn die Anschlussteile aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, sollte sie bei der Montage vorzugsweise in den härteren Werkstoff eingepresst werden. Ausserdem sollte bei einem Aussenteil aus Aluminium und einer Welle aus Stahl möglichst ein Typ AN verwendet werden, damit die Relativbewegung beim Einpressen zwischen der Toleranzhülse und der Stahlwelle und nicht dem Aluminiumteil erfolgt. Bei sehr kleinen Durchmessern der Anschlussteile und geplanter zentrischer Montage ist dagegen die Ausführung BN vorzuziehen, da es einfacher ist, den Toleranzring auf einer Welle mit Nut zu montieren, als ihn in eine Bohrung mit Nut einzusetzen, da die Enden bei der Montage erst überlappt werden müssen.
Worin unterscheiden sich die einzelnen Einbauarten?
- Freier Einbau: Der freie Einbau der Toleranzhülse ist die kostengünstigste Option, da nur glatte Achsen mit glatten Durchgangsbohrungen verbunden werden. Es ist keine oder nur eine einfache Bearbeitung der Anschlussteile erforderlich, jedoch wird eine Montagehilfe benötigt, um die Toleranzhülse beim Einpressen axial zu fixieren. Bei freiem Einbau der Toleranzhülse verringert sich das übertragbare Drehmoment um bis zu 20 Prozent und es kann ein Mittenversatz von bis zu 10 Prozent der Wellenhöhe des Toleranzringes auftreten.
- Zentrierter Einbau: Dieser Einbau der Toleranzhülse wird verwendet, wenn eine genaue Zentrierung erforderlich ist oder wenn radiale Stösse auftreten, die die zulässige Radiallast (gemäss unseren Katalogangaben) überschreiten. Durch eine entsprechende Passung von Welle und Bohrung wird eine höhere Rundlaufgenauigkeit erreicht. Gleichzeitig wird ein Durchfedern und damit eine Beschädigung der Toleranzhülsen durch Überlastung ausgeschlossen. Ein Montagehilfswerkzeug ist nicht erforderlich, da die Toleranzhülse durch die Passung axial gehalten wird. Ausserdem wird ein Wandern der Toleranzhülse verhindert.
- Gestützte Montage: Die gestützte Montage der Toleranzhülse wird angewendet, wenn eine gewisse Zentrierung kostengünstig erreicht und ein Wandern bei ungünstiger Radiallast vermieden werden soll. Gleichzeitig wird die Montage der Toleranzhülse vereinfacht. Eine Montagehilfe ist nicht erforderlich.
Mehr Informationen zur Montage.
In welchen Grössen gibt es Toleranzhülsen?
Für Einheitsbohrungen oder -wellen von 6-250 mm Durchmesser hat Dr. TRETTER eine breite Auswahl an Standardgrössen – serienmässig in Nirostahl – auf Lager. Wir fertigen auch Sondergrössen an. Für spezielle Einsatzgebiete, beispielsweise hohe Temperaturen, können Toleranzhülsen aus Hastelloy C-276 verwendet werden.
Der Einsatz der Toleranzhülse bei Ihrem Projekt
Für weitere Informationen zu unseren Toleranzhülsen stehen wir Ihnen gerne telefonisch oder per E-Mail mit Rat und Tat zur Seite. Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung einer geeigneten Verbindungslösung und begleiten Sie in der Konstruktions- und Testphase mit unseren Bauteilen. Mehr Informationen finden Sie in unserer Broschüre oder sprechen Sie uns gerne persönlich an: info@tretter.ch.
Wir freuen uns über Ihre Anfrage!