Distanzringe, Gummiringe und Separierscheiben für Längsteilanlagen

Fertigungsdaten

Standardbereiche für Distanzringe, gummierte Ringe und Separierscheiben. Bohrung und Toleranzklasse müssen zur vorhandenen Messerwelle passen, nicht zu einem Katalogmaß.

Dickentoleranz: die Größe, die die Bandbreite festlegt

Die Bandbreite wird nicht eingestellt, sie wird gestapelt. Zwischen zwei Messern sitzt eine Reihe von Distanzringen, und die Breite des Bandstreifens ist die Summe ihrer Istdicken. Daraus folgt eine Rechnung, die auf den meisten Lieferantenseiten fehlt: die Dickentoleranz eines einzelnen Rings ist nicht die Toleranz des Pakets, sondern wird mit der Anzahl der Teile multipliziert.

Konkret: bei einer Dickentoleranz von ±0.0015 mm je Ring liegt ein Paket aus zwanzig Ringen im ungünstigsten Fall bei ±0,03 mm. Das ist beherrschbar. Wäre dieselbe Reihe aus Teilen mit einer zehnmal gröberen Toleranz aufgebaut, also ±0,015 mm je Ring, läge dasselbe Paket bei ±0,30 mm, und damit ist jede enge Breitenvorgabe verloren, ohne dass an der Anlage irgendetwas falsch eingestellt wäre. Die Zahl ist illustrativ gerechnet, die Arithmetik ist es nicht: n Teile multiplizieren die Einzelteiltoleranz mit n.

Praktisch heißt das zweierlei. Erstens gehört die Dickentoleranz in die Bestellung, und zwar als Klasse, nicht als Wunsch. Zweitens muss mit Istmaßen gerechnet werden und nicht mit Nennmaßen, denn ein nachgeschliffener Ring ist nicht mehr so dick, wie er im Katalog steht.

Bohrungstoleranz ist ein anderer Fehler als Dickentoleranz

Diese beiden werden ständig verwechselt, und sie erzeugen völlig verschiedene Fehlerbilder. Die Dickentoleranz wirkt axial, also in Richtung der Wellenachse: sie verschiebt die Breite. Die Bohrungstoleranz wirkt radial: sie erzeugt Spiel zwischen Ring und Welle, und daraus werden Rundlauffehler und eine ungleichmäßige Lastverteilung im Paket. Ein Paket kann breitenmäßig exakt stimmen und trotzdem schlagen, weil die Bohrungen zu weit sind.

Der Rundlauffehler zeigt sich nicht im Stillstand, sondern erst, wenn die Anlage auf Geschwindigkeit kommt: das Paket beginnt zu arbeiten, die Schnittkante wird periodisch schlechter und der Grat schwankt, ohne dass eine Einstellung verändert wurde. Wer in diesem Zustand die Schneidluft nachstellt, behandelt ein Symptom.

Deshalb wird die Bohrung nicht mit einem Nennmaß bestellt, sondern mit einer Passung. Und deshalb müssen Messer, Distanzringe, gummierte Ringe und Separierscheiben dieselbe Bohrungstoleranz teilen: sie sitzen auf derselben Welle, und die lose sitzende Komponente bestimmt das Verhalten des ganzen Pakets.

Paket mit Ausgleichscheiben oder auf Fertigmaß geschliffen

Die klassische Arbeitsweise baut die Pocketbreite aus einem Satz Standardringe und füllt den Rest mit Ausgleichscheiben auf. Das funktioniert, kostet aber an zwei Stellen. Erstens beim Rüsten: jede Scheibe muss gesucht, gemessen, aufgefädelt und beim Umbau wieder sortiert werden, und das mehrfach je Welle. Zweitens in der Toleranzkette: jede zusätzliche Fügestelle bringt ihre eigene Planparallelität und ihre eigene Dickentoleranz mit.

Auf Fertigmaß geschliffene Distanzringe drehen das um. Der Ring wird auf die tatsächlich benötigte Breite geschliffen, statt sie aus mehreren Teilen zusammenzusetzen. Dasselbe Maß entsteht damit aus fünf Teilen statt aus vierzehn, die Toleranzkette wird entsprechend kürzer, und eine ganze Fehlerklasse verschwindet: die falsch gegriffene Scheibe. Zwei optisch gleiche Scheiben unterscheiden sich um Hundertstel, und im Paket ist das nicht mehr sichtbar.

Der Nachteil ist ebenso klar zu benennen: ein auf Fertigmaß geschliffener Satz ist auf eine Breitenfamilie ausgelegt. Wer ständig neue, nie wiederkehrende Breiten fährt, braucht weiterhin einen abgestuften Grundsatz. Die Entscheidung hängt also davon ab, wie oft dieselben Breiten wiederkehren, und nicht davon, welche Variante allgemein besser ist.

Gummiringe können kein Maß halten

Gummierte Distanz und Auswerferringe, im Einkauf oft als Abstreifringe geführt, haben eine klar abgegrenzte Aufgabe: sie greifen den geschnittenen Bandstreifen, drücken ihn von der Schneide ab und dämpfen Schwingungen. Der durchgehärtete Stahlkern trägt dabei die Last, der Gummi macht die Arbeit an der Bandoberfläche.

Was sie nicht können, ist ein kritisches Maß festlegen, und das ist keine Frage der Fertigungsqualität, sondern des Werkstoffs. Gummi gibt unter Last nach: die Einbaubreite unter Axialdruck ist nicht die Breite im entlasteten Zustand. Dazu kommt der Druckverformungsrest, also die bleibende Verformung nach längerer Belastung, und ein normaler Verschleiß an der greifenden Fläche. Ein Ring, der heute maßhaltig eingebaut wurde, ist es nach einigen Wochen unter Spannung nicht mehr.

Daraus folgt die Aufbauregel: das Maß legen Stahlringe fest, die gummierten Ringe arbeiten daneben. Wer die Pocketbreite mit einem Gummiring auffüllt, weil er zufällig passt, baut eine Breite, die sich mit der Zeit verändert, und sucht den Fehler später an einer Stelle, an der er nicht ist. Die Härte des Gummis, in Shore A angegeben, wird nach Werkstoff und Bandgeschwindigkeit gewählt und nicht nach Maßhaltigkeit, denn maßhaltig wird der Ring dadurch nicht.

Separierscheiben und Abstreifringe zwischen Schere und Haspel

Hinter der Kreismesserschere laufen alle Bandstreifen zunächst gemeinsam weiter, und von dort bis zur Aufhaspel ist ihre Trennung eine eigene Aufgabe. Separierscheiben halten sie auf getrennten Spuren, damit sie sich beim Aufwickeln nicht überlagern. Läuft ein Streifen über seinen Nachbarn, wird beim Aufhaspeln die Kante des unteren Streifens gequetscht, und der Schaden liegt am fertigen Bund, nicht an der Schere.

Die entscheidende Eigenschaft der Separierscheibe ist die Ebenheit. Eine leicht verzogene Scheibe zeichnet die Bandkante lange bevor sie beschädigt aussieht, und der Fehler tritt immer am selben Streifen auf, was die Diagnose eigentlich einfach macht: ein Fehlerbild, das nur eine Position betrifft, gehört zum Werkzeug dieser Position, nicht zur Anlage.

Abstreifringe arbeiten weiter vorn, direkt an der Schneide, und verhindern, dass der Streifen aufsteigt oder sich um die Welle wickelt. Beide Teile teilen sich die Welle mit Messern und Distanzringen, werden also auf dieselbe Bohrungstoleranz geschliffen; sonst tragen sie genau den Rundlauffehler in das Paket ein, den die Distanzringe vermeiden sollen.

Die Bohrung gehört als Passung in die Bestellung, nicht als Nennmaß

Auf einer deutschen Zeichnung ist eine Bohrung ohne Toleranzangabe unvollständig, und für Werkzeug auf einer Messerwelle gilt das besonders. Das internationale Bezugssystem dafür ist ISO 286, das Toleranzklassen als Kombination aus einem Buchstaben für die Lage des Toleranzfeldes und einer Zahl für den Toleranzgrad angibt: H7 für eine Bohrung, h6 oder g6 für die zugehörige Welle. Nach dem Prinzip der Einheitsbohrung wird die Bohrung festgelegt und die Welle variiert, und genau in dieser Form gehört die Angabe in die Bestellung.

Der Unterschied ist in der Praxis groß. Ein Ring mit korrektem Nennmaß, aber ungeeigneter Toleranzklasse sitzt entweder zu stramm, dann ist er beim Rüsten nicht mehr von Hand aufzufädeln und das Umbauen dauert doppelt so lange, oder zu locker, dann bringt er Spiel und Rundlauffehler in ein Paket, in dem alle anderen Teile stimmen. Beides sind teure Fehler, und beide entstehen aus einer Bestellung, die nur eine Zahl enthielt.

Wer die Passung der vorhandenen Anlage nicht kennt, misst sie nicht am Ring, sondern liest sie aus der Werkzeugzeichnung der Anlage ab, falls vorhanden. Liegt keine Zeichnung vor, ist der praktikable Weg, ein vorhandenes, unbenutztes Teil mitzuliefern oder vermessen zu lassen, statt eine Klasse zu raten. Eine geratene Passung ist der häufigste Grund, aus dem ein maßlich korrekt gefertigter Satz nicht montiert werden kann.

Lange Kampagne oder häufiger Umbau: zwei verschiedene Anforderungen

Welche Eigenschaft eines Distanzsatzes den Ausschlag gibt, hängt von der Betriebsweise ab, und die beiden Fälle ziehen in entgegengesetzte Richtungen. Wird über lange Kampagnen dieselbe Breite gefahren, findet der Umbau selten statt und die Rüstzeit fällt kaum ins Gewicht. Was dann zählt, ist die Maßhaltigkeit über die Laufzeit: bleibt das Paket nach vielen Betriebsstunden unter Last und Temperatur noch dort, wo es am ersten Tag war, und hält der Satz seine Dicke über die Nachschleifzyklen der Messer hinweg.

Bei häufigem Sortenwechsel kippt die Rechnung. Dann ist der Umbau selbst der Kostenträger, jeder zusätzliche Handgriff wird mit der Anzahl der Umbauten multipliziert, und die dominierende Fehlerquelle ist nicht der Verschleiß, sondern der Rüstfehler: der falsch gegriffene Ring, das von der falschen Fläche aus gemessene Paket, die vergessene Ausgleichscheibe. Hier zahlt sich ein auf Fertigmaß geschliffener Satz doppelt aus, weil er beide Größen gleichzeitig senkt.

Für die Beschaffung folgt daraus eine einfache Reihenfolge: erst die eigene Betriebsweise bestimmen, dann den Satz auslegen. Ein Werk mit langen Kampagnen kauft Toleranz und Wiederholgenauigkeit; ein Werk mit ständigem Wechsel kauft zusätzlich Teilereduktion. Beides beim selben Hersteller zu beziehen ist in jedem Fall sinnvoll, weil nur dann über den gesamten Satz dieselbe Bohrungstoleranz gilt.

Welche Angaben eine Bestellung enthalten muss

Eine Anfrage ist ohne Rückfragen bearbeitbar, wenn sie die folgenden Punkte enthält. Fehlt einer davon, wird geraten, und geraten wird an genau der Stelle, an der es später nicht mehr korrigierbar ist.

• Bohrungsdurchmesser mit Toleranzklasse nach ISO 286, nicht nur das Nennmaß.
• Maße der Passfedernut, Breite und Tiefe.
• Geforderte Dicke je Ring und die zulässige Dickentoleranz.
• Außendurchmesser der Ringe und der Separierscheiben.
• Stückzahl je Dicke sowie die derzeitige Zusammensetzung des Pakets.
• Werkstoff, Banddicke und Bandgeschwindigkeit, für die Auswahl der Gummihärte.

Häufige Fragen

Wie wirkt sich die Dickentoleranz der Distanzringe auf die Bandbreite aus?

Direkt und kumulativ. Die Bandbreite ist die Summe der Istdicken aller Teile zwischen zwei Messern, also multipliziert sich die Toleranz eines Einzelteils mit der Anzahl der Teile. Bei ±0.0015 mm je Ring liegt ein Paket aus zwanzig Ringen im ungünstigsten Fall bei ±0,03 mm. Bei zehnmal gröberer Einzelteiltoleranz wären es ±0,30 mm, und damit ist jede enge Breitenvorgabe verloren.

Was ist der Unterschied zwischen Dickentoleranz und Bohrungstoleranz?

Sie erzeugen verschiedene Fehler. Die Dickentoleranz wirkt axial und verschiebt die Bandbreite. Die Bohrungstoleranz wirkt radial, erzeugt Spiel auf der Messerwelle und damit Rundlauffehler und ungleichmäßige Lastverteilung. Ein Paket kann in der Breite exakt stimmen und trotzdem schlagen, wenn die Bohrungen zu weit sind. Beide gehören getrennt in die Bestellung.

Warum können gummierte Ringe kein kritisches Maß festlegen?

Weil Gummi unter Last nachgibt. Die Einbaubreite unter Axialdruck ist nicht die Breite im entlasteten Zustand, dazu kommen Druckverformungsrest und Verschleiß an der greifenden Fläche. Ein heute maßhaltig eingebauter Ring ist es nach Wochen unter Spannung nicht mehr. Das Maß legen deshalb immer Distanzringe aus Stahl fest; die gummierten Ringe greifen, dämpfen und werfen aus.

Was bringt ein Satz ohne Ausgleichscheiben?

Weniger Teile und eine kürzere Toleranzkette. Dieselbe Pocketbreite entsteht aus etwa fünf auf Fertigmaß geschliffenen Ringen statt aus vierzehn Teilen mit Scheiben. Das spart Rüstzeit, und es beseitigt die Fehlerklasse der falsch gegriffenen Scheibe, denn zwei optisch gleiche Scheiben unterscheiden sich um Hundertstel. Bei ständig neuen, nie wiederkehrenden Breiten bleibt ein abgestufter Grundsatz allerdings notwendig.

Mit welcher Toleranzklasse sollte die Bohrung bestellt werden?

Mit der, die zur vorhandenen Messerwelle passt, angegeben nach ISO 286 als Kombination aus Buchstabe und Toleranzgrad, etwa H7 für die Bohrung bei Einheitsbohrung. Ein Nennmaß allein reicht nicht: zu stramm bedeutet, dass sich der Ring beim Rüsten nicht mehr auffädeln lässt, zu locker bedeutet Spiel und Rundlauffehler. Ist die Passung nicht bekannt, sollte sie der Werkzeugzeichnung entnommen oder ein vorhandenes Teil vermessen werden.

Wozu dienen Separierscheiben genau?

Sie halten die geschnittenen Bandstreifen zwischen Schere und Aufhaspel auf getrennten Spuren, damit sie sich beim Aufwickeln nicht überlagern. Läuft ein Streifen über seinen Nachbarn, wird dessen Kante beim Aufhaspeln gequetscht. Entscheidend ist die Ebenheit: eine leicht verzogene Scheibe zeichnet die Bandkante, lange bevor sie beschädigt aussieht, und zwar immer am selben Streifen.

Können Distanzringe verschiedener Hersteller gemischt werden?

Technisch ja, sinnvoll nein. Unterschiedliche Auffassungen von Bohrungstoleranz addieren sich über das Paket, und das lose sitzende Teil bestimmt das Rundlaufverhalten des gesamten Satzes. Werden Messer, Distanzringe, gummierte Ringe und Separierscheiben beim selben Hersteller bezogen, gilt über den gesamten Satz dieselbe Bohrungstoleranz und die Endbreite bleibt vorhersagbar.

Welche Angaben braucht der Lieferant für ein Angebot über Distanzringe?

Bohrungsdurchmesser mit Toleranzklasse, Maße der Passfedernut, geforderte Dicke je Ring mit zulässiger Toleranz, Außendurchmesser, Stückzahl je Dicke und die derzeitige Zusammensetzung des Pakets. Für die gummierten Ringe zusätzlich Werkstoff, Banddicke und Bandgeschwindigkeit, weil danach die Gummihärte gewählt wird.