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Gerät zur Veranschaulichung von Passungen und Toleranzen Die Erfindung
betrifft ein Gerät, mit dem die in der Regel in Tabellen aufgestellten Toleranzen
und Abmaße von Maschinenteilen, insbesondere Bohrungen und Wellen, anschaulich und
leicht übersichtlich dargestellt werden können. Zum besseren Verständnis sei zunächst
das Anwendungsgebiet kurz erläutert.
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Für die Bearbeitung ineinanderpassender Maschinenteile, z. B.. Lager
und Wellen, sind besondere Passungs- und Toleranzsysteme aufgestellt worden. Die
hauptsächlich zur Anwendung kommenden Passungen sind in Normenblättern (DIN 7165
und 7166) niedergelegt. In diesen Normenblättern sind die für verschiedene Passungssitze
festgelegten Abmaße und Toleranzen tabellenmäßig zusammengestellt. Je nachdem ob
die Bohrung oder die Welle als Grundlage des Systems angenommen wird, unterscheidet
man zwischen Einheitsbohrung und Einheitswelle. Bei der Einheitsbohrung schreibt
man für diese eine einheitliche Toleranz vor, die sich über eine Gruppe von Passungssitzen
(Sitzfamilie) erstreckt und in der Größe mit den Durchmessern der Bohrung abgestuft
ist. Die Toleranz liegt in diesem Falle zwischen dem Wert Null und einem in ,u
angegebenen positiven Höchstwert, d. h. das Kleinstmaß der Bohrung darf das Nennmaß
nicht unterschreiten, während das Höchstmaß um den Toleranzbetrag größer sein darf.
Die Durchmesser der zu der Einheitsbohrung passenden Wellen sind von der Art des
Sitzes abhängig, der zur Anwendung
kommen soll. Je nachdem, ob die
Welle fest oder beweglich in der Bohrung sitzt, unterscheidet man u. a. Preßsitz;
Schiebesitz und Laufsitz. Nach Art des Sitzes sind für den Wellendurchmesser bestimmte
Abmaße vorgeschrieben, die innerhalb eines. Toleranzbereiches (Toleranzfeld) schwanken
können. Dementsprechend sind für die Welle bei jeder 'Sitzart zwei Werte in den
DIIN-Tabellen verzeichnet, die das zulässige Höchst- und Kleinstmaß. der Welle begrenzen.
Als Beispiel sei hier eine Einheitsbohrung von 30 mm Durchmesser angenommen
und eine mit Schiebesitz in diese passende Welle. Indem, Normblatt (DIN 7165) findet
man unter Feinbohrung die Werte o und -I- 22, d. h. die Bohrung darf zwischen dem
Nennmaß 30 mm und 30,02z mm veränderlich sein. Unter Schiebesitz sind für
die betreffende Welle die Werte -I- 8, - 8 angegeben. Das Höchst- und das Kleinstmaß
der Welle dürfen also um o,oo8 mm über bzw. unter dem Nennmaß von 30 mm liegen.
Bei der Bearbeitung von Bohrungen und Wellen werden in der Werkstatt zur Prüfung
in der Regel Lehrdorne und Rachenlehren verwendet, die an einer Seite das zulässige
Höchstmaß, an der anderen das Kleinstmaß enthalten. Bei der Bohrung bezeichnet man
das letztere als Gutseite, das erstere als Ausschußseite, bei der Welle ist es umgekehrt.
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Wenn nun der Arbeiter bei dem obigen Beispiel bestrebt ist, sowohl
die Bohrung als auch die Welle möglichst nahe der Gutseite beider Lehren zu bearbeiten,
so kann der Fall eintreten, daß die Wellen nicht ohne besondere Maßnahmen (Druck,
Erwärmung) in die Bohrungen geschoben werden können. Denn rechnerisch ergibt sich
aus den genannten Toleranzwerten, daß die Welle mit ihrem Höchstmaß um o,oo8 mm
über dem Kleinstmaß der Bohrung liegt. Es ist deshalb vor der Bearbeitung zusammenpassender
Teile notwendig, alle Möglichkeiten zu überlegen, die sich bei dem Zusammenbau ergeben
können, wenn die Toleranzwerte-im vollen Umfange ausgenutzt werden. Eine solche
Kontrolle an Hand der Normentabellen fällt zwar dem geübten Konstrukteur nicht schwer,
für weniger geschulte Kräfte, insbesondere in der Werkstatt, sind aber die Tabellen
- zu wenig anschaulich, so daß vielfach Irrtümer auftreten. Ein zweckmäßiges Gerät
erleichtert auch dem sehr geübten Fachmann seine Arbeit ganz wesentlich.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät, an dem man die sich aus den
Fassungstabellen ergebenden Sitzverhältnisse ohne nennenswerte Überlegungen übersehen
und ablesen kann. Das Gerät ist in den Abb. i bis 3 dargestellt und nachstehend
beschrieben. Das Gerät hat im wesentlichen die Form eines Rechenschiebers (Abb.
i). Es enthält eine feste oder verschiebbare Skala a, auf der die Toleranzwerte
nach beiden Seiten, von einer Nullinie ausgehend, eingetragen sind. Rechts vom Nullwert
liegen die Pluswerte, links die Minuswerte. An beiden Seiten der Skala sind je zwei
Schieber angeordnet, die unabhängig voneinander verschoben werden können. Die beiden
oberen Schieber b und c sind für die Bohrung, die beiden unteren d und
e
für die Welle bestimmt. Mit den links liegenden Schiebern b und d werden
die Minuswerte (Kleinstmaß), mit den Schiebern c und e die Pluswerte (Höchstmaß)
eingestellt.
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In Anwendung auf das obengenannte Beispiel wird nach Abb. 2 der Schieber
b auf Null, c auf -i- 22, d auf - 8 und e auf -V- 8 eingestellt. Man sieht
sofort, daß zwischen den Zungen der Schieber b und e ein Übermaß
f von 8,a liegt, in diesem Bereich also kein zwangsfreies Ineinanderschieben
der Teile möglich ist. Ferner erkennt man, daß aber Wellen, deren Höchstmaß mit
+ 8 an der Gutseite liegt, in alle Bohrungen zwangsfrei passen, deren Bohrung in
dem Bereich g an der Ausschußseite, -I- 22, liegt. Der hier verfügbare Toleranzbereich
beträgt 22 - 8 = i4,u. Wenn die Skala wie bei einem Rechenstab verschiebbar ist,
so lassen sich die Toleranzfelder zwischen je zwei Schiebern unmittelbar auf der
Skala ablesen. Man kann also nach Belieben alle Übermaße und Spiele ohne Rechnung
ablesen, die sich aus den Toleranzgrenzen ergeben. Das Gerät kann sinngemäß auch
für Passungen verwendet werden, bei denen die Einheitswelle die Grundlage des Systems
bildet. Entsprechend den Bezeichnungen in den Normenblättern sind die Schieber mit
den Buchstaben »G« (Gutseite) und »A« (Ausschußseite) versehen.
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Einzelheiten über den Aufbau des Gerätes sind aus Abb. 3 zu ersehen.
Auf der Hauptleiste h mit T-förmigem Querschnitt sind zu beiden Seiten unter Zwischenlegung
von Distanzblechen i zwei Leisten k, k' befestigt, die die Laufbahn für die
Schieber L
bilden. Wenn die Skala verschiebbar sein soll, so wird sie auf
einer T-förmigen Leiste in angeordnet, die in einer entsprechenden Führungsnut der
Hauptleiste geführt ist. Das Gerät kann auch statt der Stabform als Scheibe ausgebildet
sein. In diesem Falle werden für die Einstellung der Werte zweckmäßig Zeiger benutzt,
die in der Mitte der Scheibe drehbar gelagert sind.