Mit Hohlkugeln lässt sich massiv Gewicht sparen

Kugeln sind in zahlreichen technischen Anwendungen unverzichtbar. Bisher stehen für metallische Präzisionskugeln jedoch nur massive Varianten zur Verfügung, die für Leichtbauzwecke deutlich zu schwer sind. Das Unternehmen Hollomet hat nun mit dem Kugelhersteller Ballcenter Handelsgesellschaft ein Verfahren entwickelt, um geschliffene und polierte Hohlkugeln aus metallischen und keramischen Werkstoffen ab einem Durchmesser von 1 mm und anwendungsspezifisch ausgelegt herzustellen.

Mit diesen Leichtbaurundlingen lassen sich bis zu 90 Prozent Gewicht einsparen. Sie eröffnen völlig neue Perspektiven, bestehende Applikationen unter Leichtbauaspekten zu optimieren und neue Kugelanwendungen zu realisieren.

Der Produktionsprozess der Kugeln erlaubt definierte Wandstärken von wenigen Zehntel Millimetern, präzise Durchmesser, Rundheiten und minimale Toleranzen. In dem patentierten Prozess lassen sich viele in Pulverform verfügbare und sinterbare Metalle wie hochfeste Stähle und Edelstähle (AISI316) sowie keramische Werkstoffe wie Siliziumnitrid (Si3N4), Siliziumcarbid (SiC), Aluminiumoxid (Al2O3), Zirconiumoxid (ZrO2) und sogar Piezokeramiken verarbeiten. Den finalen Schliff übernimmt Ballcenter.

Im Vergleich zu einer Vollkugel werden mit den Hohlkugeln Gewichtseinsparungen bis 90 Prozent erzielt. Das Material der Kugeln mit seinen physikalischen, chemischen und thermischen Eigenschaften kann exakt auf die Anwendung abgestimmt sein. So können unter anderem Magnetismus, Temperaturbeständigkeit und/oder Resistenz gegenüber Chemikalien bedarfsgerecht beeinflusst werden.

Zu den unzähligen Einsatzmöglichkeiten zählen Messgeräte, bei denen das hohe Gewicht der bisher verwendeten Vollmaterialkugeln störende Schwingungen verursachen kann. Oder hochdrehende Spindeln, die unter anderem in der Textilindustrie eingesetzt werden. Hier ermöglichen optimal designte Hohlkugeln durch die Verringerung der zu bewegenden Masse deutliche Energieeinsparungen.

Einen verminderten Energieverbrauch bei gleichzeitig verbesserter Zustellpräzision versprechen die Hohlkugeln in der Automatisierungs- und Antriebstechnik, zum Beispiel bei Robotern und Linearsystemen sowie der Werkzeugzustellung in CNC-Maschinen.

Positiv wirkt sich die verringerte Kugelmasse auch auf die Reaktionszeiten von Hochgeschwindigkeitsventilen aus, die beispielsweise in der Hydraulik, Pneumatik, im Motorenbau, bei Einspritzventilen sowie in der Dosiertechnik verwendet werden.

Die Produktion sowie die Koordination der Abläufe von der Rohlingbearbeitung bis zur Lagerhaltung und Disposition ist in Klein- und Großserien möglich. Die beiden Unternehmen beraten und unterstützen bei der Festlegung der anwendungsspezifischen Eigenschaften, die durch eine Musterserie vor der Serienproduktion überprüft und optimiert werden können.

Bild oben: Die geschliffene Hohlkugel aus Duplexstahl (1.4462) hat eine Wandstärke von 200 µm und einen Durchmesser von 3,01 mm. (Quelle: Hollomet)


Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung, Springer Professional

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