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Toleranzhülse Toleranzhülsen – die kostengünstige Welle-Nabe-Verbindung für alle Fälle

| Redakteur: Ute Drescher

Toleranzhülsen – auch Toleranzringe genannt – lassen sich als kraftschlüssige Verbindungselemente vielseitig einsetzen. Gegenüber anderen Welle-Nabe-Verbindungen sind sie meist einfacher zu handhaben – bei sehr wirtschaftlichen Gesamtkosten.

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Als Material für die Toleranzhülsen dient Federbandstahl. Für den Festsitz sorgen die Wellenberge, die über den gesamten Umfang der Toleranzhülse verteilt sind und wie viele kleine Druckfedern wirken.
Als Material für die Toleranzhülsen dient Federbandstahl. Für den Festsitz sorgen die Wellenberge, die über den gesamten Umfang der Toleranzhülse verteilt sind und wie viele kleine Druckfedern wirken.
(Bild: Dr. Erich Tretter)

Bei Toleranzhülsen – auch Toleranzringe genannt – 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.

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Problemlöser für viele Fälle

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.

Einfache 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.

„Wandern“ des Lagers ausgeschlossen

Zunehmend kommen Toleranzhülsen 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.

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