Gewindespindeln aus Aluminium

Managen Bewegungen zuverlässig und präzise

Leichte, belastungsfähige Materialien sind aus der Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugbau und Medizintechnik nicht mehr wegzudenken. Dabei zeigt das schweizerische Unternehmen Eichenberger Gewinde, dass der Leichtbau-Werkstoff Aluminium selbst bei einfachen, mechanischen Antriebskomponenten große Vorteile bringt.

Die Aluminium-Gewindespindel Speedy hat einen Durchmeser von 26 mm und eine Steigung von 6 mm.

Begeistert von der Vielfältigkeit des Werkstoffes Aluminium und angespornt durch den Dialog mit dem Kunden entwickeln die Konstrukteure des Zulieferers neben Kugelgewindetrieben aus Stahl vermehrt auch Rund- und Steilgewindetriebe aus Aluminium.

Türsysteme für Busse müssen schnell und sicher arbeiten. Im Winter, bei Minus-Temperaturen, Schnee und Salz muss die Funktionstüchtigkeit ebenso gewährleistet sein wie in Hitzezeiten, wenn sich überall Staub und Dreck ablagern. Attribute wie Geschwindigkeit, Lebensdauer, ein effizienter Wirkungsgrad und Präzision sind also gefordert. Der Gewindespezialist Eichenberger hat dafür seine steile Bewegungsspindel Speedy optimiert. Auf Anfrage realisiert er heute außergewöhnliche Kundenlösungen in verschiedensten Anwendungsfeldern und Prototypen können in wenigen Wochen verwirklicht werden. Das in der Schweiz beheimatete Unternehmen hat sich vornehmlich dem Rollen – also Kaltverformen – von Gewinden und der Fertigung von Kugel- und Gleitgewindetrieben (Spindel und Mutter) verschrieben.

INTEGRIERT UND MASSGESCHNEIDERT

Als ein führender Hersteller von Bustürsystemen für seine Neuentwicklung nach progressiven Materialien, fortschrittlichen Fertigungsverfahren und flexiblen Entwicklungspartnern recherchierte, stieß er auf die robusten, kaltgewalzten Aluminium Rund- und Steilgewindespindeln von Eichenberger. Mit dem erfreulichen Resultat, dass heute eine perfekt integrierte, maßgeschneiderte Alu-Steilgewindetrieblösung vom Typ Speedy (Spindel-Durchmesser 16 mm, Steigung 90 mm) in der Öffnungsmechanik die Bewegung der Bustüren managt.

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Mit einer Dichte von 2,7 g pro cm³ hat Aluminium eine hohe Festigkeit und zeichnet sich durch viele weitere positive Materialeigenschaften aus – allen anderen voran das geringe Gewicht: Ein Meter der Gewindespindel Speedy 16 mm x 90 mm bringt daher nur 0.533 kg auf die Waage. Ein Meter derselben Spindel würde 1.549 kg wiegen.

Der Steilgewindetrieb erlaubt die effiziente Umsetzung von Linear- in Drehbewegung sowie hohe Verfahrgeschwindigkeiten bei niedrigen Drehzahlen. Überdies wird durch die Kombination Aluminium-Mutter-Schmierung der beeindruckende Wirkungsgrad von 0.8 erreicht. Das bietet dem Konstrukteur die Möglichkeit, auf kostengünstigere Teile zuzugreifen – beispielsweise einen leistungsreduzierten Motor.

Innovative Zulieferware: Gewindespindeln aus Aluminium

Laut Bushersteller werden im Türsystem pro Fahrzeug drei Türeinstiege eingebaut. Dank dem Einsatz von Aluminium im gesamten Türbereich und der Unterstützung von Speedy wird im Vergleich zur herkömmlichen Lösung eine Gewichtsreduktion von bis zu 35 kg pro Tür erzielt. Es können also prinzipiell zwei Passagiere mehr im Bus mitfahren. Darüber hinaus betont der Hersteller des neuen Türsystems die hervorragende Bearbeitbarkeit von Aluminium. Bei der Toleranzhaltigkeit steht Alu dem Stahl in keiner Weise nach; es kann mit hohen Schnittdaten gefahren werden. Der Werkzeugverschleiss fällt 10 bis 25 Mal geringer aus als bei Stahl. Auch sind die Bearbeitungszeiten für die Endenbearbeitung im Produktionsprozess viel kürzer.

Für die Oberflächenveredelung von Aluminium ist die Anodisation (anodische Oxidation, Eloxieren) ein bewährtes Verfahren. Das Ergebnis ist eine harte und kratzfeste Oberfläche, die eine Reibwertverminderung aufweist und einen verlässlichen Schutz gegen Korrosion garantiert. Die erzielbaren Schichthärten sind von der verwendeten Aluminiumlegierung abhängig und bewegen sich zwischen 350 und 600 HV (Härte nach Vickers). Die Masshaltigkeit des Werkstücks kann exakt berechnet werden, da sich Aluminium massbeschichten lässt. Ein Drittel der erzeugten Beschichtung macht sich als Auftrag bemerkbar, zwei Drittel diffundieren. Beim Eloxieren werden üblicherweise Schichtdicken von 5 bis 30 µm erzielt.

Ein weiterer Einsatzbereich für die Aluminium-Lösungen von Eichenberger ist die Herstellung von Radiologie-Geräten – insbesondere von Magnet-Resonanz-Tomographie-Geräten (MRT) – bei denen die Verwendung nicht ferromagnetischer Werkstoffe eine Grundvoraussetzung bildet. In der Antriebseinheit von MRT-Kontrastmittelinjektoren kommen daher Gleitgewindetriebe aus Alu zum Zuge, die magnetisch neutral sind: Die kaltverformten Rund- und Steilgewindetriebe Rondo und Speedy. Die guten tribologischen Eigenschaften der glatten und durch den Rollprozess positiv beeinflussten Aluoberfläche der Gleitspindeln eignen sich zudem bestens für den Medizinbereich, in dem Keimfreiheit und Sterilität unerlässlich ist. Ein weiteres Plus sind die guten Gleiteigenschaften von Aluminium – frelich immer abhängig vom Gegenlaufpartner. ms

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