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Konstruktive Auslegung der Lagerstelle: Lagerspiel, Presssitz

Theoretisches Lagerspiel

Buchsen aus PERMAGLIDE® P1 und P2 werden in das Gehäuse gepresst und sind damit radial und axial fixiert. Weitere Maßnahmen sind nicht erforderlich. Mit den Einbautoleranzen aus Tabelle 1 ergeben sich für starre Gehäuse und Wellen:
 
  • Der Presssitz
  • Das Lagerspiel gemäß Tabelle 6

Das theoretische Lagerspiel berechnet sich wie folgt:

[12] Δsmax = dGmax – 2 · s3min – dWmin
[13] Δsmin = dGmin – 2 · s3max – dWmax
Δsmax [mm] maximales Lagerspiel
Δsmin [mm] minimales Lagerspiel
dGmax [mm] maximaler Durchmesser der Gehäusebohrung
dGmin [mm] minimaler Durchmesser der Gehäusebohrung
dWmax [mm] maximaler Wellendurchmesser
dWmin [mm] minimaler Wellendurchmesser
s3max [mm] maximale Wanddicke
s3min [mm] minimale Wanddicke (siehe Tab. 4)
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Achtung

Die Aufweitung der Gehäusebohrung ist bei der Berechnung des Lagerspiels nicht berücksichtigt.
Zum Berechnen der Überdeckung U sind die Toleranzen der Gehäusebohrung in Tabelle 1 und die Abmaße des Buchsenaußendurchmessers DO in Tabelle 2 angegeben

Presssitz und Lagerspiel

Lagerspiel und Presssitz können mit den in Tab. 7 gezeigten Maßnahmen beeinflusst werden:
 
  • bei hohen Umgebungstemperaturen
  • je nach Gehäusewerkstoff
  • je nach Gehäusewanddicke.

Kleinere Spieltoleranzen setzen für Welle und Bohrung engere Toleranzen voraus.

Achtung

Bei Verwendung von Wellen mit Toleranzfeldlage h ist das Lagerspiel für 5≤dW<80 (P10, P14, P147, P180) und dW<80 (P 11) gemäß den Gleichungen [12] für Δsmax und [13] für Δsmin zu prüfen.
Tab. 1: Empfohlene Einbautoleranzen
Durchmesserbereich P10, P14, P147*, P180 P 11 P20, P200
Welle      
dW <5 h6 f7 h8
5≤ dW <80 f7 f7 h8
80≤ dW h8 h8 h8
Gehäusebohrung      
dG ≤5.5 H6 - -
5.5< dG H7 H7 H7
Tab. 2: Abmaße für den Außendurchmesser Do
Außendurchmesser der Buchse Do Abmaße (Prüfung A
nach DIN ISO 3547-2)
  P10, P14, P147*, P180,
P20, P200		   P 11    
  oberes unteres oberes unteres  
Do ≤ 10 +0.055 +0.025 +0.075 +0.045  
10 < Do ≤ 18 +0.065 +0.030 +0.080 +0.050  
18 < Do ≤ 30 +0.075 +0.035 +0.095 +0.055  
30 < Do ≤ 50 +0.085 +0.045 +0.110 +0.065  
50 < Do ≤ 80 +0.100 +0.055 +0.125 +0.075  
80 < Do ≤ 120 +0.120 +0.070 +0.140 +0.090  
120 < Do ≤ 180 +0.170 +0.100 +0.190 +0.120  
180 < Do ≤ 250 +0.210 +0.130 +0.230 +0.150  
250 < Do ≤ 305 +0.260 +0.170 +0.280 +0.190  
Tab. 3: Wanddicke s3 für Buchsen und Bundbuchsen P1
Innendurchmesser
der Buchse D1		 Wanddicke s3 Abmaße nach DIN ISO 3 547-1, Tabelle 3, Reihe B
    P10, P14, P147*, P180   P 11  
    oberes unteres oberes unteres
D1 ≤ 5 0.75 0 -0.020 - -
  1 - - +0.005 -0.020
5 ≤ D1 < 20 1 +0.005 -0.020 +0.005 -0.020
20 ≤ D1 < 28 1.5 +0.005 -0.025 +0.005 -0.025
28 ≤ D1 < 45 2 +0.005 -0.030 +0.005 -0.030
45 ≤ D1 < 80 2.5 +0.005 -0.040 +0.005 -0.040
80 ≤ D1 < 120 2.5 -0.010 -0.060 -0.010 -0.060
120 ≤ D1 2.5   -0.035 -0.085 -0.035 -0.085
Tab. 4: Wanddicke s3 für Buchsen aus PERMAGLIDE® P20/P200
Innendurchmesser Wanddicke Abmaße nach DIN ISO 3 547-1, Tabelle 3, Reihe D, P20, P200
  s3 oberes unteres
8 ≤ Di < 20 1 -0.020 -0.045
20 ≤ Di < 28 1.5 -0.025 -0.055
28 ≤ Di < 45 2 -0.030 -0.065
45 ≤ Di < 80 2.5 -0.040 -0.085
80 ≤Di 2.5 -0.050 -0.115
Tab. 5: Außenfase Co und Kantenbruch innen Ci (Abb. 2) für Buchsen mit metrischen Abmessungen, nach DIN ISO 3 547-1, Tabelle 2
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[Translate to Deutsch:]
 
Wanddicke s3 Außenfase, spanlos Co Kantenbruch innen Ci
    min. max.
0.75 0.5 ± 0.3 0.1 0.4
1 0.6 ± 0.4 0.1 0.5
1.5 0.6 ± 0.4 0.1 0.7
2 1.0 ± 0.4 0.1 0.7
2.5 1.2 ± 0.4 0.2 1.0
Tab. 6: Theoretisches Lagerspiel nach dem Einpressen der Buchsen oder Bundbuchsen mit metrischen Abmessungen, ohne Rücksicht auf mögliche Aufweitung der Bohrung
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Lagerspiel Δs
 
Buchsendurchmesser P10, P11, P14, P147*, P180 P20, P200
Di (mm) Do (mm) Δsmin (mm) Δsmax (mm)   Δsmin (mm)  Δsmax (mm)
2 3.5 0 0.054 - -
3 4.5 0 0.054 - -
4 5.5 0 0.056 - -
5 7 0 0.077 - -
6 8 0 0.077 - -
7 9 0.003 0.083    
8 10 0.003 0.086 0.040 0.127
10 12 0.003 0.092 0.040 0.130
12 14 0.006 0.092 0.040 0.135
13 15 0.006 0.092 - -
14 16 0.006 0.092 0.040 0.135
15 17 0.006 0.092 0.040 0.135
16 18 0.006 0.092 0.040 0.135
18 20 0.006 0.095 0.040 0.135
20 23 0.010 0.112 0.050 0.164
22 25 0.010 0.112 0.050 0.164
24 27 0.010 0.112 0.050 0.164
25 28 0.010 0.112 0.050 0.164
28 32 0.010 0.126 0.060 0.188
30 34 0.015 0.126 0.060 0.188
32 36 0.015 0.135 0.060 0.194
35 39 0.015 0.135 0.060 0.194
40 44 0.015 0.135 0.060 0.194
45 50 0.015 0.155 0.080 0.234
50 55 0.015 0.160 0.080 0.239
55 60 0.020 0.170 0.080 0.246
60 65 0.020 0.170 0.080 0.246
65 70 0.020 0.170 - -
70 75 0.020 0.170 0.080 0.246
75 80 0.020 0.170 0.080 0.246
80 85 0.020 0.201 0.100 0.311
85 90 0.020 0.209 - -
90 95 0.020 0.209 0.100 0.319
95 100 0.020 0.209 - -
100 105 0.020 0.209 0.100 0.319
105 110 0.020 0.209 - -
110 115 0.020 0.209 - -
115 120 0.020 0.209 - -
120 125 0.070 0.264 - -
125 130 0.070 0.273 - -
130 135 0.070 0.273 - -
135 140 0.070 0.273 -  
140 145 0.070 0.273 - -
150 155 0.070 0.273 - -
160 165 0.070 0.273 - -
180 185 0.070 0.279 - -
200 205 0.070 0.288 - -
220 225 0.070 0.288 - -
250 255 0.070 0.294 - -
300 305 0.070 0.303 - -
Tab. 7: Fehler, Folgen und Maßnahmen für Presssitz und Lagerspiel bei hohen Umgebungstemperaturen, besonderen Gehäusewerkstoffen oder Gehäusewanddicken
Konstruktion und Umgebungseinflüsse Folge Maßnahme beachten
Leichtmetall- oder dünnwandige Gehäuse hohe Aufweitung
zu großes Spiel		 Gehäusebohrung dG verkleinern Das Gehäuse wird stärker beansprucht; die zulässige Gehäusespannung darf nicht überschritten werden.
Gehäuse aus Stahl oder Gusseisen bei hohen Umgebungstemperaturen kleineres Spiel Wellendurchmesser dW je 100 °C über Raumtemperatur um 0,008 mm vermindern  
Gehäuse aus Bronze oder Kupferlegierungen bei hohen Umgebungstemperaturen schlechter Presssitz Gehäusebohrung dG verkleinern, empfohlene Durchmesserveränderung je 100 °C üer Raumtemperatur:
dG -0,05%		 Wellendurchmesser dW um den gleichen Wert reduzieren, damit das Lagerspiel erhalten bleibt.
Gehäuse aus Aluminiumlegierungen bei hohen Umgebungstemperaturen schlechter Presssitz Gehäusebohrung dG verkleinern, empfohlene Durchmesserveränderung je 100 °C üer Raumtemperatur:
dG -0,1%		 Wellendurchmesser dW um den gleichen Wert reduzieren, damit das Lagerspiel erhalten bleibt. Bei Temperaturen unter 0 °C wird das Gehäuse stärker beansprucht; die zulässige Gehäusespannung darf nicht überschritten werden.
Buchsen mit dickerer Korrosionsschutzschicht Außendurchmesser Do zu groß zu kleines Spiel Gehäusebohrung dG vergrößern Beispiel:
Schichtdicke 0,015±0,003 mm daraus folgt dG +0,03 mm		 Ohne entsprechende Maßnahmen werden Buchse und Gehäuse stärker beansprucht.
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