Konstruktionsbeispiele Wälzlager

Der Gelenkroboter wird als Service- oder mobiler Roboter eingesetzt. Mit einer Eigenmasse von nur 10 kg und einer Nominallast von 3 kg besteht er aus leichten CFK-Materialien, die eine hohe Steifigkeit bei minimalem Gewicht bieten.

Für die Bewegungsachsen kommen Drahtwälzlager zum Einsatz, die hohe Steifigkeit, geringes Gewicht und einen kleinen Einbauraum vereinen. Aufgrund ihrer kompakten Bauweise lassen sie sich nahtlos in die Konstruktion des Roboters integrieren. Da das Wälzlager keinen Einfluss auf den Werkstoff der umschließenden Konstruktion hat, kann dieser frei gewählt werden.

Das Lager zeichnet sich durch eine hohe Belastbarkeit aus allen Richtungen aus und gewährleistet eine präzise, reibungsarme Bewegung der Robotergelenke.

Ein Konzeptfahrzeug wird mit je einem Direktantrieb pro Rad ausgestattet. Dafür wird eine kompakte, leistungsfähige Lagerung benötigt, die trotz minimalem Platzbedarf eine hohe Tragfähigkeit bietet. Die maximale Drehzahl liegt bei 1.000 U/min, und aufgrund der Nähe zum Direktantrieb müssen die Kugeln des Wälzlagers amagnetisch sein. Die Lösung ist eine individuell gefertigte Lagerung mit Keramikkugeln, die speziell für diese Anforderungen entwickelt wurde. Das Wälzlager wird direkt in die kundenseitige Konstruktion integriert und kann Kräfte aus allen Richtungen, einschließlich Kippmomenten, aufnehmen. Der Einbauraum wurde in enger Kooperation optimiert, und die Montage des Wälzlager-Prototyps erfolgt gemeinsam bei Franke.

In medizinischen Zentrifugen für Blutproben kommen speziell entwickelte Dünnringlager in Sonderausführung zum Einsatz. Jede Einheit ist mit zwei spielfrei montierten Lagern ausgestattet, die für höchste Präzision und Laufruhe sorgen. Die Laufringe sind chemisch vernickelt und in Kombination mit Niro-Kugeln besonders korrosionsbeständig – ideal für den langfristigen Einsatz in sensiblen Laborumgebungen. Mit einem Drehwiderstand von unter 0,3 Nm ermöglichen sie eine gleichmäßige und effiziente Rotation, was eine exakte Analyse der Blutproben gewährleistet.

Für höchste Präzision und Stabilität bei der Rohr-Enden-Bearbeitung kommt ein speziell entwickeltes Antriebssystem mit integrierten Zahnkränzen zum Einsatz. Aufgrund begrenzter Platzverhältnisse sind die Zahnkränze direkt im Außenring integriert – eine Lösung, die höchste Genauigkeit und Steifigkeit gewährleistet.

Die Materialkombination der umschließenden Bauteile kann flexibel an die spezifischen Anforderungen angepasst werden. Darüber hinaus liefern wir die komplette Baugruppe als maßgeschneiderte Einheit – bestehend aus Zahnkränzen, Ritzel und Drahtwälzlager. Auch für kleinere Stückzahlen bieten wir kundenspezifische Lagerungslösungen an, die optimal auf die jeweiligen Bearbeitungsanforderungen abgestimmt sind.

Für den Ventilator eines Wohnraumlüfters wird eine absolut geräuscharme Wälzlagerung benötigt. Das Lager muss nicht nur minimale Laufgeräusche gewährleisten, sondern auch Fertigungstoleranzen des Spritzgussgehäuses ausgleichen. Da das Gehäuse kompakt konstruiert ist, steht nur ein begrenzter Einbauraum zur Verfügung. Zur weiteren Geräuschreduzierung ist der Kugelkäfig des Wälzlagers nur mit jeder zweiten Kugel bestückt. Zudem wurde das Spritzgussgehäuse optimiert, um die Serienmontage für den Kunden zu erleichtern. Die Abstimmung des Lagersitzes erfolgt präzise über einen Gewindering.

Die Wälzlager für Laseroptiken in Luftfahrzeugen müssen höchste Präzision und hohe Steifigkeit bieten. Speziell für den Einsatz zur Flugzeugprotektion entwickelt, müssen sie zudem Wärmeausdehnungen effektiv ausgleichen, um eine zuverlässige Leistung sicherzustellen. Zum Einsatz kommt eine individuell gefertigte Drehverbindung als Zylinderrollenlager aus Aluminium sowie ein zusätzliches Drei-Punkt-Lager. Die Drehverbindung erreicht eine Rund- und Planlaufgenauigkeit von 0,03 mm. Dank der leichten Aluminium-Konstruktion wird eine erhebliche Gewichtsreduktion erzielt. Die Tragzahlen, Steifigkeit und Genauigkeit werden durch die präzise gefertigten Laufringe bestimmt. Das Drei-Punkt-Lager verfügt über einen Tragwinkel von 45°, während der bewegliche Außenring Wärmeausdehnungen optimal kompensiert.

Das Hauptlager eines Gepäckscanners muss nicht nur eine ruhige und gleichmäßige Rotation bei bis zu 150 U/min gewährleisten, sondern auch Aufnahmen für weitere Komponenten wie Schleifringe, Röntgendetektoren und Antriebselemente bieten. Zudem sind eine geringe Geräuschentwicklung, große Mittenfreiheit sowie eine wartungsfreie, langlebige Konstruktion mit über 50 Millionen Umdrehungen gefordert. Die Lösung ist eine anwendungsspezifisch gefertigte Drehverbindung als 4-Punkt-Lager aus Aluminium mit kundenspezifisch gestalteten Gehäuseringen. Dank der kompakten Bauweise und der großen Mittenfreiheit bietet das Lager eine optimale Integration in das System. Die leichte Aluminium-Konstruktion sorgt zudem für eine erhebliche Gewichtsreduktion.

Das Wälzlager für eine mobile Satellitenantenne darf ein Gesamtgewicht von maximal 1 kg nicht überschreiten und muss einen leichtgängigen Lauf bei gleichzeitig hoher Kippsteifigkeit gewährleisten. Die Lösung ist eine kundenspezifische, einbaufertige Drehverbindung aus Aluminium mit Außenverzahnung. Ihre kompakte Bauweise ermöglicht eine große Mittenfreiheit bei minimalem Platzbedarf. Die integrierte Zahnriemenverzahnung sorgt für eine präzise und zuverlässige Kraftübertragung.

Als nabenlose Felge eines Formula Student Elektro-Rennwagens soll die Aluminium-Karbonfelge in ihrem Zentrum Antriebs- und Bremsvorrichtungen aufnehmen. Das eingesetzte Wälzlager muss eine große Mittenfreiheit bieten, dabei minimalen Einbauraum beanspruchen und gleichzeitig hohe Kräfte und Momente sicher übertragen. Franke Wälzlager werden als zweireihiges Schrägkugellager direkt in die Gehäuseteile der Felge integriert. Das Drahtwälzlager nimmt die auftretenden Lasten zuverlässig auf und arbeitet unabhängig vom Werkstoff der umschließenden Konstruktion. Durch die kompakte Bauweise der Drähte und Wälzkörper wird der benötigte Einbauraum auf ein Minimum reduziert. Dank der zweireihigen Schrägkugellager-Anordnung ermöglicht die Konstruktion hochdynamische Bewegungsabläufe und sorgt für maximale Leistungsfähigkeit bei minimalem Gewicht.

Das Hauptlager des Computertomographen spielt eine entscheidende Rolle für die präzise Bildgebung. Selbst bei hohen Drehzahlen muss es leise und vibrationsarm laufen, während ein exakter Rund- und Planlauf gewährleistet bleibt. Die Franke Drehverbindung überzeugt mit einem äußerst ruhigen Lauf bei Drehzahlen von bis zu 300 U/min. Ein Elastomer sorgt für eine wirkungsvolle Geräuschdämpfung auf 60 dBA. Zudem zeichnet sich das Lager durch einen geringen Drehwiderstand von unter 20 Nm sowie eine elektrische Isolation zwischen Innen- und Außenring aus.