Abgleichen mit Shims

Shimmen ist das Einsetzen von dünnen Metall- oder Verbundstoffkeilen, sogenannten Shims, zwischen zwei Bauteile, um ihre gegenseitige Position, Ausrichtung oder den Abstand anzupassen. Der Shim füllt eine Lücke, die sich nicht allein durch die Konstruktion schließen lässt, und gleicht Toleranzstapelungen aus, die bei der Fertigung oder Montage entstehen. Ein Shim kann 0,005 Inch dickes Stahl sein oder ein Schichtenpaket aus drei Teilen à 0,010 Inch, je nachdem wie viel Verstellung nötig ist.

Die Arbeit wirkt einfach, verlangt aber Präzision. Ein Lagersitz, der 0,015 Inch zu hoch über seiner Montagefläche sitzt, verursacht Unwucht und vorzeitigen Verschleiß, wenn er nicht korrigiert wird. Statt das Teil neu anzufertigen, setzt ein Schlosser einen Shim unter die Lagerfüße. Der Shim hebt das Lager auf die richtige Höhe. Laser-Ausrichtungsmessgeräte oder Messuhr bestätigen, dass Umlauf oder Durchbiegung im zulässigen Bereich liegt. Shims sind besonders häufig in Maschinen anzutreffen, bei denen zwei Wellen parallel und koaxial laufen müssen, wie etwa in Getrieben und Pumpeneinheiten.

Shim-Materialien und Einbau

Stahlshims dominieren in Konstruktion und Maschinenbau, weil sie unter Last widerstandsfähig sind und kostengünstig. Edelstahl wird gewählt, wenn Korrosion ein Thema ist. Verbundstoff-Shims aus Phenolharz oder Glasfaser kommen in elektrischen Anwendungen zum Einsatz und überall dort, wo Unterschiede in der Wärmeausdehnung relevant sind. Die Dicke reicht von 0,002 Inch für Feineinstellung bis 0,125 Inch oder mehr für grobe Verstellung. Shims werden zugeschnitten, um unter die Stützpunkte zu passen, oft mit Aussparungen oder Schlitzen für Befestigungen oder andere Merkmale. Sie werden trocken eingebaut, mit Gewindedichtmittel oder Epoxid geklebt oder lose gelassen, je nachdem ob sie für späteren Austausch wieder entfernt werden sollen.

Shimmen kommt ins Spiel, wenn gemessener Spalt oder Umlauf die Toleranz überschreitet und eine Abhilfe dringend ist. Es ist nicht die bevorzugte Konstruktionslösung; gutes Design minimiert den Shimm-Bedarf durch engere Toleranzen oder verstellbare Montagefüße. Aber bei Feldservice und Instandhaltung wird Shimmen unverzichtbar. Eine Pumpe, die über die Zeit durch Vibration oder Setzung bewegt hat, braucht oft Shims, um ihre Ausrichtung wiederhergestellt. Wärmewachstum oder Fundamentsetzung können Monate oder Jahre nach der Inbetriebnahme erneutes Shimmen erforderlich machen.

Der Begriff selbst kommt vom Substantiv Shim, das eine unklar Herkunft hat, aber wahrscheinlich auf altenglische Wörter für Keil zurückgeht. In der Holzbearbeitung ist ein Shim ein Holzkeil, mit dem ein Türrahmen verspannt wird. Industrielles Shimmen folgt demselben Prinzip: ein dünner Keil schließt einen Spalt und hält die Position. Der Plural ist Shims, die Verbform ist shimmen oder geschimmt. Ein Techniker, der sich auf Präzisions-Ausrichtung spezialisiert hat, wird manchmal Shimm-Mann genannt, wobei dieser Titel heute weniger verbreitet ist.