Kugelumlaufspindeln

Kugelumlaufspindeln

100Cr6
Mit DIN 100Cr6 wird eine mit Chrom legierte Stahlsorte bezeichnet. Sie wird hauptsächlich in der Wälzlagerindustrie zur Herstellung von Kugellagern und im Maschinenbau für stark verschleißbeanspruchte Bauteile verwendet^[1].

100Cr6 enthält folgende Legierungselemente:
- 0,93 - 1,05 % Kohlenstoff
- 0,15 - 0,35 % Silizium
- 0,25 - 0,45 % Mangan
- 1,35 - 1,60 % Chrom

100Cr6 ist nicht schweißbar und wird bei folgenden Temperaturen entsprechend bearbeitet:
- Normalglühen: 870 °C - 900 °C mit anschließender Abkühlung an Luft
- Weichglühen: 750 °C - 800 °C
- Spannungsarmglühen: 600 °C - 650 °C
- Härten: 800 °C - 830 °C mit Abschreckung in Wasser

Physikalische Eigenschaften:
- Dichte: 7,61 kg/dm³
- Elastizitätsmodul: 210 GPa
- Elektr. Widerstand bei 20 °C: 0,19 Ω·mm²/m
- Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C: 42,6 W/m·K
- Spez. Wärmekapazität bei 20 °C: 470 J/kg·K
- Wärmeausdehnung (weichgeglüht) bei 20 °C - 100 °C: 11,5·10^-6 K^-1

Quelle:
- dew-stahl.com

Kugelgewinde
Ein Kugelgewinde ist eine spezielle Art von Gewinde, welches hauptsächlich in der Antriebstechnik verwendet wird. Das Gewinde hat eine gotische Form (also in etwa halbkreisförmig). Zwischen Mutter und Gewindespindel werden Kugeln eingebracht. Zum einen haben die Kugeln durch die gotische Laufbahn nur zwei beziehungsweise vier (je nach Bauart) Auflagepunkte und zum anderen können sie sich entlang des Gewindes frei bewegen. Dies führt dazu, dass beim Drehen der Mutter die Kugeln ebenfalls der Drehung folgen - die Reibung des Gesamtsystems wird gegenüber konventionellen Gleitgewindetrieben (wie z. B. Trapezgewindespindeln) um 2/3 reduziert, was sich direkt in einer verlängerten Lebendauer der Laufbahnen äußert. Kugelgewindetriebe können schwere Lasten bei geringen Reibungsverlusten mit hohen Geschwindigkeiten und hoher Positioniergenauigkeit verfahren. Wirtschaftlich betrachtet sind damit geringere Wartungskosten, geringere Bearbeitungszeiten und niedrigere Ausschussquoten verbunden.

CNC
"CNC" steht für die englische Abkürzung "Computerized Numerical Control" und kann mit "rechnergestützte numerische Steuerung" übersetzt werden. Es bezeichnet also ein elektronisches Verfahren zur Steuerung von Werkzeugmaschinen.

Loslager
Bei einem Loslager wird die Spindel, wie der Name schon sagt, lose gelagert. Das heißt, die Spindel ist zwar in radialer Richtung fixiert, kann sich aber in axialer Richtung im Prinzip frei bewegen. Meist wird ein Festlager mit einem Loslager kombiniert, um die Spindel einseitig auch axial zu fixieren. Weiterhin kann dadurch auch eine eventuelle Längenausdehnung der Spindel durch Wärmeeinfluss toleriert werden.

Festlager
Die Spindel ist bei einem Festlager, wie der Name schon sagt, fest gelagert. Das heißt, dass das Lager zwischen dem Kugelgewinde der Spindel und einem (meist) metrischen Gewinde mittels einer Mutter fixiert wird. Diese Technik erlaubt gegenüber einem Loslager eine höhere Drehzahl der Spindel. Meist wird ein Festlager mit einem Loslager kombiniert, um die Kosten zu reduzieren. Zusätzlich kann dadurch eine eventuelle Längenausdehnung der Spindel durch Wärmeeinfluss toleriert werden.

Rolltechnik
Die Rolltechnik ist eine Art der Herstellung von Kugelgewindespindeln. Dabei wird einer ungehärteten Welle mittels Walzen die Kugelführungen eingeprägt. Anschließend erfolgt der Härtungsprozess. Das erst nachträgliche Erhitzen führt zu lokalen Hitzeverzügen, die die Herstellung von beliebig genauen Kugelgewindespindel verhindern. Dennoch ist diese Herstellungstechnik sehr günstig und wird somit häufig bis zu Toleranzklassen von C7, vereinzelt sogar C5, verwendet.