Innovationsfeld Alternative Werkstoffe für Drehverbindungen

Als bewährten Werkstoff für standardieserte Drehverbindungen verwenden wir C45N, einen unlegierten Qualitätsstahl. Dieser überzeugt durch seine ausgezeichnete Zerspanbarkeit, die eine präzise Fertigung mit hoher Rundheits- und Ebenheitsgenauigkeit ermöglicht. Darüber hinaus bietet dieser Werkstoff ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis im Vergleich zu hochlegierten Stählen.

Drehverbindungen aus Stahl kommen in vielen Anwendungsbereichen zum Einsatz, speziell im Anlagen- und Maschinenbau.

Amagnetische Stähle, wie die austenitischen Edelstähle 1.4404 und 1.4435, zeichnen sich durch ihre hohe Zähigkeit aus und sind besonders widerstandsfähig gegenüber Stoßbelastungen und Vibrationen. In Kombination mit Siliziumnitrid (Si₃N₄)-Kugeln bieten amagnetische Wälzlager eine herausragende Performance. Siliziumnitrid überzeugt durch seine geringe Dichte, hohe Festigkeit und exzellente Verschleißfestigkeit, wodurch die Lager nicht nur leichter, sondern auch langlebiger sind. Diese Materialkombination ist ideal für Anwendungen, die höchste Präzision und maximale Beständigkeit erfordern.

Dank seiner Eigenschaften eignet sich amagnetischer Stahl besonders dort gut, wo eine Vermeidung von elektromagnetischen Feldern oder extreme Genauigkeiten erforderlich sind. Aber auch in der in der Halbleiterindustrie, wie etwa bei der Herstellung von Chips oder im Elektronikbereich findet er Anwendung.

Ein wichtiger Aspekt ist die Korrosionsbeständigkeit von rostfreiem Edelstahl. Dieser enthält in der Regel mindestens 10,5 % Chrom, das – entweder allein oder in Kombination mit Nickel und Molybdän – eine dichte Passivschicht aus Chromoxid bildet. Diese Schutzschicht regeneriert sich selbstständig bei Beschädigungen und trägt so zur hohen Beständigkeit des Materials bei.

Edelstahl eignet sich gut für den Einsatz in der Lebensmittelherstellung und -verpackung. Hier werden zum Teil Flüssigkeiten abgefüllt und es wirken aggressive Reinigungsmittel auf die Lager ein.

Aluminium als Werkstoff für Lagergehäuse bewährt sich bereits seit Jahrzehnten. Durch die Verwendung von Gehäuseteilen aus Aluminium lässt sich das Gewicht herkömmlicher Stahllager mehr als halbieren. Aufgrund der Integration eines 4-Punkt-Lagers mit eingelegten Stahl-Laufringen, können diese die entstehenden Belastungen und Momente aufnehmen.

Dieses Material kommt immer dann zum Einsatz, wenn es darum geht Gewicht zu sparen. Aus diesem Grund wird es oftmals in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. 

Kunststofflager können aus verschiedenen Polymeren gefertigt werden, um die gewünschten Anforderungen zu erfüllen. Durch ihr geringes Gewicht (bis zu 80% leichter als Stahl) und ihren leichten Lauf sind sie verschleißfest und senken den Energiebedarf. Die Aufnahme der Kräfte erfolgt durch das integrierte Drahtwälzlager.

Durch die Verwendung von 3D-gedruckten Gehäuseteilen in Drehverbindungen können gezielt faserverstärkte Strukturen hergestellt werden. Gleichzeitig gibt es eine große Auswahl an Materialien, die für den Druck genutzt werden können, darunter Polycarbonat, ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und verschiedene faserverstärkte Kunststoffe.

Einsatzgebiete von Kunststofflagern sind vielfältig. Sie finden in Fördertechnik, Handlingsgeräten oder in Abfüllanlagen im Lebensmittel- oder Pharmabereich ihre Anwendung.

Das spezifische Gewicht von CFK spart rund 75 Prozent im Vergleich zu einer Stahlkonstruktion. Die ungeheure Vielfalt der Verarbeitungsmöglichkeiten von Kohlefasern zu komplexen Werkstoffen höchster Belastbarkeit ist ein weiterer Grund für die Beliebtheit von CFK im Leichtbau. Karbongehäuse können zur Verschraubung mit der Anschlusskonstruktion mit Hülsen aus Aluminium versehen werden. Tragzahlen, Steifigkeit und Temperaturverhalten entsprechen gleichartigen Drehverbindungen aus Aluminium.

Franke Drahtwälzlager lassen sich in jede umschließende Konstruktion aus CFK integrieren und ermöglichen den Bau äußerst kompakter und ultraleichter Drehverbindungen.