Passscheiben | ZumToleranz Ausgleich in der Montage
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Für den Ausgleich von Toleranzen im Zehntel Millimeter Bereich und sogar darunter bietet Georg Martin Passscheiben einlagig, mehrlagig oder schälbar. Beim Einsatz solcher Passelemente kommt es vor allem auf die richtige Auswahl an, um die Montage Prozesse effizient zu gestalten. So lässt sich zum Beispiel mit den Präzisions Passscheiben der Laminum und Lamivario Reihe das Einstellen der Wälzlager Vorspannung optimieren.
Inhalt
- Mehrlagige Passscheiben für Wälzlager
- PET-Passelemente zur Montage von Composite-Baugruppen
- Hauchdünne Federbandteile für Reibscheiben
- Schälbare Zwischenlage für Leichtbau und Mechatronik
- Zehntel Millimeter Schichtblech zum Ausgleich von Montage Toleranzen
Mehrlagige Passscheiben für Wälzlager
29.09.2021 | Für die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit von Kegelrollenlager und Schrägkugellager ist es wichtig, dass die axiale Vorspannung bei der Montage optimal eingestellt wird. Mit den Laminum und Lamivario Passscheiben gelingt das spielerisch. Auch das Axialspiel beim Einbau der Wälzlager in antriebstechnischen Baugruppen kann mit ihnen präzise justiert werden.
Die Einstellung des axialen Lagerspiels ist besonders beim Einbau einreihiger und zweireihiger Schrägkugellager, Vierpunktlager sowie einreihiger und doppelreihiger Kegelrollenlager wichtig. Denn das beeinflusst unmittelbar Standzeit, Vibrationsverhalten sowie Geräuschverhalten und Wärmeentwicklung einer Wälzlager Anwendung.
Vorweg auf ein halbes µm einstellen
Mit den Passscheiben von Georg Martin, erreichen Anwender eine bis auf 5,0 Mikrometer genaue Einstellung des Vorwegs. Somit können sie die Vorspannung der Wälzlager optimieren. In der Praxis wird dies über die mehrlagigen Paßscheiben der Laminum und Lamivario Linie mit ihrem dünnen, abziehbaren Schichten erreicht. Damit erzielt der Anwender problemlos Genauigkeiten im ein oder zwei Zehntel Millimeter Bereich.
Eine maschinelle Bearbeitung und oder die Lagerhaltung von abgestuften Ringen kann entfallen. Mit diesen Passcheiben können Konstrukteure und Monteure die Summentoleranz von Bauteilen auflösen und das richtige Vorspann Maß nahezu perfekt realisieren. Damit lässt sich theoretisch die von den Herstellern berechnete Lebensdauer der Wälzlager in hohem Maße umsetzen.
Laut Professor Dr. Stephan Sommer vom Labor für Qualitätsmanagement, Fertigungs- und Wälzlagertechnik an der FH Würzburg-Schweinfurt verspricht die Annäherung an die optimale Vorspannung einen Anstieg der Lebensdauer des Wälzlagers: "Beaufschlagt man jedoch über das Optimum hinaus, fällt die Lebensdauerkurve steil ab und es kommt zu einem frühzeitigen Versagen.
Gutekunst Druckfeder, Zugfeder und Schenkelfeder auswählen
Angesichts dieser Gradwanderung geht mancher Konstrukteur oder Monteur lieber auf Nummer sicher und entscheidet sich für einen deutlicheren Abstand zum Optimum. Dabei können bis zu 20 Prozent Lebensdauer verschenkt werden. Und das, obwohl die Wälzlager Hersteller ihre Produkte bis ins Detail durchoptimieren. Der Sicherheitspuffer kann auf bis zu zwei Zehntel Millimeter wachsen, zumal viele Anwender noch Einflussfaktoren wie die thermisch bedingte Materialausdehnung mit einfließen lassen.“
Exakte Vorspannung statt Sicherheitszuschlag
Die Laminum und Lamivario Passcheiben werden meist nach Kundenzeichnung gefertigt. Sie bestehen serienmäßig aus vielen hauchdünnen, laminierten oder randverschweißten Metallfolien aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kunststoff und Messing.
Bedarfsorientiert wird so die Stärke des Abstimmrings durch Abziehen oder Abschälen verringert. Eine typische Folien Stärke liegt zwischen 5,0 Mikrometer und 0,2 Millimeter.
Laut Geschäftsführer Christoph Martin würde sich der Aufwand in vor- und nachgelagerten Prozessen reduzieren, wenn der OEM Konstrukteur die mehrlagigen Passscheiben bereits in seine Zeichnung integriert: „Erfolgt darüber hinaus eine bedarfsorientierte Verknüpfung mit der Stückliste wie nach dem Prinzip `Für jede Fügestelle die richtige Passscheibe´, macht die Wälzlager-Montage einen mächtigen Effizienzsprung“.
Die Dicken und Materialien der abzieh- oder abschälbaren Paßscheiben lassen sich auf fast jedes Szenario der axialen Spieleinstellung in der Wälzlager Montage abstimmen. „Wir können die Folienverbünde so maßschneidern, dass sie in der Konfiguration dem jeweiligen Montageprozess entsprechen und eine einzige mehrschichtige Passscheibe alle Abstimmungsaufgaben abdeckt", so Herr Martin.
Das gilt es beim Einsatz von Passscheiben zu beachten
Grundsätzlich entscheidet die Anwendung, ob bzw. welche Passscheiben für den Axialausgleich der Wälzlager sorgt. Für Hochgeschwindigkeits-Rotationen mit erhöhter Vibrationsneigung eignen sich federnde Ausgleichselemente besser.
In Applikationen mit hohen Ansprüchen an die Lagersteifigkeit wie bei der Lagerung von Wellen in Pumpen, Getrieben, Bergbaumaschinen oder Förderanlagen sind Passscheiben optimal. Auch die Einbaustelle des Passelements ist zu berücksichtigen.
„Die Frage nach dem Einbauort der Pass Scheiben sollte schon in der Konstruktionsphase geklärt sein. Ideal für den Einsatz der Laminum und Lamivario Passelemente ist die quasi-statische Einbausituation – etwa zwischen Gehäuse und Deckel. Wobei dann der Deckel über einen Flansch auf dem Wälzlageraußenring die Vorspannung erzeugt“, sagt Christoph Martin.
PET-Passelemente zur Montage von Composite-Baugruppen
04.12.2018 | Die Konstruktion von Baugruppen aus Faserverbund-Bauteilen folgt eigenen Regeln. Als Schlüsselfaktor gilt hierbei u. a. die Gestaltung hochpräziser Verbindungsstellen, die bei der späteren Montage einen dehnungsfreien Zusammenbau der Leichtbau-Komponenten aus Glas- oder Kohlenstofffasern ermöglicht. Maßgeschneidert für diese Aufgabenstellung sind die schälbaren PET-Passelemente der Produktlinie M-Tech L von Martin.
Auf Composite-Baugruppen spezialisierte Konstrukteure müssen es ganz genau nehmen mit der Ausführung von kraftschlüssigen Verbindungsstellen oder Spaltmaßen und Abständen. Denn der spätere mechanische Ausgleich, z. B. durch Schleifen an Leichtbau-Werkstoffen wie Glasfaser oder Carbonfaser wäre überaus problematisch.
Außerdem zeigen sich diese Materialien wenig tolerant gegenüber spannungsbedingten Dehnungen, die während der Montage – etwa durch Beiziehen der Dichtflächen von Fügestellen – auftreten. Beide Probleme lassen sich jedoch von vorneherein ausschließen, wenn schon bei der Konstruktion die PET-Passscheiben (Peel Shims) der Produktlinie M-Tech L mit eingearbeitet werden.
Diese polymeren Ausgleichselemente bestehen aus hauchdünnen, vollflächig laminierten PET-Folien, die sich einzeln manuell abschälen lassen. Sie werden in verschiedenen Gesamtdicken von beispielsweise 1,0 mm und 2,0 mm angeboten, wobei der Hersteller die Geometrie und die Bohrungen der Passelemente exakt auf die Leichtbau-Konstruktion des Kunden abstimmt.
Das gilt auch für die Dicke der einzelnen Schälfolien: Je nach Anforderung an die Abstimmungsgenauigkeit können sie 0,2, 0,1, 0,05 oder nur 0,025 mm dick sein. Infolgedessen enthält zum Beispiel eine PET-Passscheibe M-Tech L mit einem Nennmaß von 1,0 mm genau 20 abschälbare Folien der Dicke 0,05 mm. Erkennbar sind die verschiedenen Dicken an ihrer unterschiedlichen Farbgebung. Sie reicht von halbtransparent über dunkelrot bis hin zu gelb und durchsichtig.
PET-Passscheiben als Prozesslösung
Vom Konstrukteur in die Zeichnung der Baugruppe integriert und in der Stückliste mit aufgeführt, lassen sich prozessspezifische Sets von PET-Zwischenlagen des Typs M-Tech L für die Montage zusammen- und bereitgestellt werden. Im Idealfall sind diese Sets exakt auf jene Fügestellen der Baugruppe abgestimmt nach dem Prinzip: „Eine Fügestelle-Ein Distanzelement“, die der jeweilige Monteur an seinem Arbeitsplatz bzw. in seiner Prozessstufe zu bearbeiten hat.
Analog dazu kann der der Anwender der Composite-Baugruppe auch sein Service- oder Wartungsteam mit einem passenden Satz PET-Zwischenlagen ausstatten. So ist gewährleistet, dass im Reparaturfall oder zum Instandhaltungstermin stets die richtigen Passscheiben mit den richtigen Nennmaßen und den richtigen Foliendicken zur Hand sind. Die abgeschälten PET-Folien lassen sich wiederverwenden, falls der Zusammenbau unvorhergesehene Setzungserscheinungen zeigen sollte.
Ideallösung für den Leichtbau
Aufgrund ihres Werkstoffs Polyethylenterephthalat eignen sich die laminierten Passelemente der Produktlinie M-Tech L für den kostengünstigen Toleranzausgleich in den CFK- und GFK-Baugruppen von Automobilbau, Luftfahrt oder E-Mobility. Sie bieten gute mechanische Eigenschaften, sind sehr leicht und fügen sich daher gut in das Materialgefüge der Leichtbau-Strukturen ein. Zudem sind sie korrosionsbeständig und auch ihre Dichte von 1,3 kg/dm3 korrespondiert sehr gut mit den Zielsetzungen im Leichtbau. PET-Zwischenlagen des Typs M-Tech L lassen sich für Betriebstemperaturen von bis zu 80 °C verwenden.
Beim Einsatz in metallischen Baugruppen – etwa Getrieben oder Wälzlager-Konstruktionen – können die Scheiben mit weiteren Vorteilen aufwarten. Dazu zählen zum Beispiel die elektrische und thermische Isolation und die damit einher gehende Vermeidung von elektrochemischer Kontaktkorrosion. Durch einige Detailoptimierungen konnten die Zwischenlagen-Spezialisten in Dietzenbach die manuelle Schälbarkeit der PET-Passscheiben abermals deutlich verbessern. Ein passendes Schälmesser wird ebenfalls bereitgestellt.
Hauchdünne Federbandteile für Reibscheiben
21.06.2012 | Hersteller von Reibscheiben benötigen heute sehr dünne Präzisionszeichnungsteile zum Auftrag ihrer Spezialbeschichtungen. Georg Martin liefert sie im Rahmen der M-Tech-Serie als maßgenaue Vorprodukte, die sich direkt weiterverarbeiten lassen. Ob Prototyp, Nullserie oder Großserie – basierend auf seiner flexiblen Fertigung kann das Unternehmen nahezu jede Losgröße mit schneller Lieferzeit und termingerecht bereitstellen.
In der Antriebstechnik spielen Reibscheiben eine maßgebliche Rolle. In Getrieben, Kupplungen sowie Achs- und Lenksystemen sorgen sie in Abhängigkeit von Anpressdruck, Umdrehungszahl und Reibung für die optimale Drehmomentübertragung.
Ein namhafter Hersteller vertraut bei der Produktion seiner Reibscheiben seit einigen Monaten auf die Stanz- und Laserteile der Georg Martin GmbH. Diese meist nur 0,1 mm dicken Bleche bestehen aus einem hochwertigen Federbandstahl und dienen als Träger für ein Diamantgranulat, das in einem thermischen Verfahren appliziert wird.
Der Kunde erhält die Dünnbleche als maßgenaue und direkt weiter verarbeitbare Formteile. Die 0.1 mm oder 0.5 mm dicken Federbandteile gehören zur M-Tech Produktlinie des Herstellers.
Das Unternehmen setzt für ihre Herstellung moderne CNC-Stanz- bzw. Laserschneidanlagen sowie konventionelle Präzisionsstanzautomaten ein. Die Fein- und Dünnbleche gibt es ab 10 µ aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupferlegierungen sowie PET-Folie und Messing.
Schälbare Zwischenlage für Leichtbau und Mechatronik
09.06.2011 | Georg Martin präsentiert erstmals eine schälbare Passscheibe aus Kunststoff für den Toleranzausgleich. Die M-Tech L KP eignet sich für den Einsatz in Leichtbau Konstruktionen und mechanische Baugruppen. Im Vergleich zu den Produkten aus Stahl, Aluminium und Messing dringt sie nun auch in die Einsatzgebiete traditioneller Zwischenlagen aus Metall vor. In der Praxis profitieren davon nicht nur die typischen Leichtbau Sektoren. Neben der Luftfahrt zeigen lt. Hersteller Anbieter mechanischer Antriebstechnik wie Getriebebauer ein reges Interesse an dieser Kunststoff Lösung.
Die Passcheibe basiert auf dem Polyethylenterephthalat (PET) Mylar von Dupont und besteht aus mehreren, nur 0,1 mm dicken laminierten Kunststoff Folien. Das PET bietet eine hohe Zug- und Reißfestigkeit, eine gute Alterungsbeständigkeit sowie chemische, mechanische und thermische Stabilität. Es hat eine geringe Dichte von etwa 1,3 kg/ dm3 und zählt zur Gruppe der Flächenisolierstoffe der Isolierstoffklasse B (bis 130 °C).
Ein zentraler Aspekt bei der Entwicklung der Kunststoff-Zwischenlage war die einfache Handhabung der Schälfolie. Ähnlich der Folie einer Blisterverpackung kann der Anwender die einzelnen Lagen von M-Tech L KP sehr einfach, schnell und präzise mit zwei Fingern abziehen. Folie für Folie nähert er sich dabei der erforderlichen Passgenauigkeit. Anders als die Zwischenlagen aus Stahl, Aluminium oder Messing lassen sich bereits abgeschälte Kunststoff Folien wiederverwenden. Gerade in Getriebe- und Fahrzeugbau, in der Luftfahrt sowie in Elektro- und Messtechnik gibt es zahlreiche Anwendungen für M-Tech L KP. Beispielsweise lassen sich damit Bauteile vor elektrochemischer Korrosion schützen. Die sehr gute elektrische Isolation ist ein zusätzliches Plus.
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In der Gestalt von Scheiben, Ringen oder Platten wird M-Tech L KP als kundenspezifisches Einbauteil angeboten. Hochgenaue Geometrien, wie sie etwa für Ringe mit Bohrungen benötigt werden, fertigt Martin daraus mit Hilfe einer Kombination aus Zerspanung und Stanztechnik. Die maximalen Abmessungen für die Kunststoff-Zwischenlagen liegen bei 1200 x 600 mm Länge oder 600 mm Durchmesser. Und die weitere Entwicklung zeichnet sich bereits ab: Das Unternehmen arbeitet derzeit an Lösungen mit einer Genauigkeit von 0,050 mm und weniger.
Zehntel Millimeter Schichtblech zum Ausgleich von Montage Toleranzen
19.08.2010 | Der Einsatz von Zwischenlagen für den Toleranzausgleich gehört in der Baugruppen Konstruktion heute zum kleinen Einmaleins der Ingenieure. Für alle Fälle, in denen keine Genauigkeiten im Hundertstelbereich erforderlich sind, bietet Georg Martin nun ein Zehntel Millimeter Schichtblech. Gerade für Anwendungen in Getriebebau, Fahrzeugbau, Luftfahrt und Maschinenbau ist es eine wirtschaftliche Alternative zu Unterlegscheiben nach DIN 988 oder Passplatten.
Die Passcheibe gehört zur Produktlinie M-Tech L, besteht aus einzelnen Folien mit Dicken von maximal 0,1 mm und wird in verschiedenen Dicken in Aluminium (EN AW-Al99,5) und Edelstahl (X5CrNi18-10) angeboten.
Mit Folienstärken von 0,1 mm zählt dieses Schichtblech zwar zu den dickeren in der M-Tech L-Auswahl von Martin (das Unternehmen realisiert auch Folien mit gerade mal 0,027 mm Dicke), für zahlreiche Anwendungen im Zehntel Millimeter Bereich stellt es jedoch eine wirtschaftliche Lösung für den Toleranzausgleich dar. Gerade für die Baugruppen Konstruktion in Getriebe-, Luftfahrt-, Fahrzeug- und Maschinenbau erweist es sich als wirtschaftliche Alternative zu herkömmlichen Unterlegscheiben nach DIN 988 und Zwischenlagen.
Überall wo keine Genauigkeiten im Mikrometer Bereich erforderlich sind, kommt man mit den neuen Zehntel Millimeter Schichtblechen schnell ans Ziel. Allein schon deshalb, weil infolge der größeren Abstufung – etwa im Vergleich zu einem 0,05 Millimeter Schichtblech – mit deutlich weniger manuellen Schälvorgängen die gewünschte Genauigkeit erreicht ist. Zudem sind die neuen Schichtbleche sehr kostengünstig, da sich ja die Anzahl der dafür nötigen Präzisionsfolien im Vergleich zu den Fünf-Hundertstel-Schichtblechen halbiert. Mit den Zehntel Millimeter Schichtblechen lassen sich Toleranzen in mechanischen Baugruppen sehr flexibel ausgleichen.
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Die maximalen Abmessungen für die M-Tech L-Zwischenlagen betragen 600 x 1200 mm. Sie können in jeder gewünschten Geometrie nach Zeichnung gefertigt werden. Alternativ zu den Zwischenlagen bietet der Dietzenbacher Zulieferer außerdem dünnste Einzelfolien sowie solide Ausgleichsbleche, die geschliffen, selbstklebend oder im Sortiment zu haben sind (M-Tech S) und paketierte Zwischenlagen, die nur an einem Rand verklebt sind und sich wie ein Abreißkalender trennen lassen (M-Tech P).