Gewindespindeln aus Aluminium 1

Leichtbauwerkstoffe und Leichtbautechnologien sind eine wesentliche Triebkraft für Innovationen in zahlreichen Branchen. Ressourcen- und Materialeffizienz werden zukünftig die bestimmenden Faktoren für die Wettbewerbsfähigkeit und den Erfolg der Unternehmen des produzierenden Gewerbes sein. Begeistert von der Vielfältigkeit des Werkstoffes Aluminium und angespornt durch den konstruktiven Dialog mit dem Kunden, entwickeln die Konstrukteure im Hause Eichenberger nebst Kugelgewindetrieben, Rund- und Steilgewindelösungen aus Stahl auch Rund- und Steilgewindetriebe in Aluminium.

Wenn Verlässlichkeit und Tempo gefordert sind

Bei einem Türsystem von einem Bus müssen sich die Türen in erster Linie schnell und sicher öffnen und schließen lassen. Im Winter, bei Minus-Temperaturen, Schnee und Salz, muss die Funktionstüchtigkeit genauso einwandfrei gewährleistet sein wie im Sommer, in Hitzezeiten, wo sich überall Staub und Dreck ablagern. Attribute wie Geschwindigkeit, Lebensdauer, ein effizienter Wirkungsgrad und Präzision sind also gefordert.

Für seine Neuentwicklung recherchierte ein spezialisierter Hersteller für Hightech-Bustürsystemen nach progressiven Materialien, fortschrittlichen Fertigungsverfahren und flexiblen Entwicklungspartnern mit Know-how. Er durchforstete das Internet und wurde fündig: Die robusten, kaltgewalzten Aluminium Rund- und Steilgewindespindeln von Eichenberger. Heute managt eine integrierte, maßgeschneiderte Alu-Steilgewindetrieblösung Typ Speedy, mit einem Spindel-Durchmesser von 16 Millimetern und einer Steigung von 90 Millimetern in der Öffnungsmechanik die effektive Bewegung der Bustüren.

Die technisch und qualitativ ausgereifte Steilgewindespindel verhilft dem Hersteller zu den folgenden beeindruckenden Kennzahlen: Das Leichtmetall Aluminium, mit der Dichte von 2,7 Gramm pro Kubikzentimeter besitzt – trotz dieser geringen Schwere – eine sehr hohe Festigkeit und zeichnet sich durch viele positive Materialeigenschaften aus. Ein Meter Speedy-Gewindespindel wiegt 0,533 Kilogramm. Bei derselben Spindel in Stahl brächte ein Meter 1,549 Kilogramm auf die Waage.

Der Steilgewindetrieb erlaubt die Umsetzung von Linear- in Drehbewegung, höchste Verfahrgeschwindigkeiten bei niedrigen Drehzahlen sind möglich. Weiter wird durch die Kombination aus Aluminium, Mutter und Schmierung der hohe Wirkungsgrad von 0,8 erreicht. Dies bietet dem Konstrukteur die Möglichkeit, auf kostengünstigere Teile zuzugreifen, wie zum Beispiel einen Motor, der von der Leistung her reduziert werden kann. In diesem modernen Türsystem werden laut Bushersteller 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 Kilogramm pro Türe erzielt. Das heißt, generell können zwei Passagiere mehr im Bus transportiert werden. Gewichtseinsparungen sind im Fahrzeugbereich grundsätzlich ein wichtiger Baustein, um den Kraftstoffverbrauch und damit verbundene CO2-Emissionen zu senken.

Pluspunkte schlagen zu Buche

Der Hersteller des neuen Türsystems unterstreicht die hervorragende und wirtschaftliche Bearbeitbarkeit von Aluminium. Das silberweiße, leicht formbare Metall überzeugt rundum. In Bezug auf die Toleranzhaltigkeit steht Alu dem Stahl in keiner Weise nach. Bekanntlich kann mit hohen Schnittdaten gefahren werden. Der Werkzeugverschleiß fällt zehn bis 25 Mal geringer aus, als es bei Stahl der Fall ist. Auch punkten die kurzen Bearbeitungszeiten für die Endenbearbeitung im Produktionsprozess. Die Leichtmetall-Steilgewindespindeln 16 x 90 sind im Einkauf bei dem Schweizer Gewindehersteller um fünf bis zehn Prozent preiswerter als diejenigen aus Stahl.

 

Hintergrundwissen

Aluminium als Werkstoff

Die Anodisation von Aluminium ist ein bewährtes und gebräuchliches Verfahren zur Oberflächenveredelung von Aluminium. Das Ergebnis der Eloxierung ist eine extrem harte und kratzfeste Oberfläche, die eine Reibwertverminderung aufweist und einen verlässlichen Schutz gegen Korrosion garantiert, was maßgeblich zur langen Lebensdauer beiträgt. 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 der Schicht diffundiert. Beim Eloxieren werden üblicherweise Schichtdicken von fünf bis 30 Mikrometer erzielt. Im Gegensatz zu anderen Metallbeschichtungen, die sich in der Bearbeitung anspruchsvoll zeigen und deren Handling komplex ist, gilt die Handhabung von eloxierten Aluspindeln als sehr einfach.
In der Schweiz landen von zehn leeren Aludosen neun im Recycling. Aluminium ist voll recyclingfähig. Die Gewinnung von Aluminium ist zwar energieintensiv, Alt-Aluminium kann jedoch problemlos eingeschmolzen und zu 100 Prozent wiederverwendet werden. Hierbei werden nur fünf Prozent der Energie verbraucht. Das recycelte Alu ist dem Primär-Aluminium qualitativ ebenbürtig.

Rondo und Speedy im MRT

Die Kernspin- oder auch Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) gehört zu den bildgebenden Untersuchungsverfahren. Anders als das Röntgen oder auch die Computertomographie kommt sie ohne Röntgenstrahlung aus. Bei der MRT werden mit Hilfe eines starken Magnetfelds und durch Radiowellen detaillierte Bilder des Körperinneren erzeugt. Sie bringt Schnittbilder des menschlichen Körpers in beliebiger Richtung hervor. Das MRT-Verfahren erlaubt es, ohne bisher erkennbares Risiko, Gewebeveränderungen und funktionelle Störungen von Organen zu erkennen, in 3D-Form.

Insbesondere an der Wirbelsäule kann die Schmerzursache mit konventionellen MRT-Untersuchungen oft nicht gefunden werden. Häufig werden harmlose Bandscheibenvorwölbungen für die Beschwerden fälschlicherweise verantwortlich gemacht und können zu unnötigen Operationen führen. Durch die Applikation eines speziellen MRT-Kontrastmittels hingegen, können Entzündungsherde, die für die Schmerzen verantwortlich sind, sicher nachgewiesen und gezielt behandelt werden.

In der Fertigung von Radiologie-Geräten sind nichtferromagnetische Materialien also Grundvoraussetzung. Bei der Injektor-Antriebseinheit für MRT-Kontrastmittel kommen Eichenbergers Gleitgewindetriebe aus Aluminium, die magnetisch neutral sind, zum Zuge. Wenn es um die Bewegung geht, sind dem maßgeblichen Hersteller von Radiologie-Geräten zufolge, die kaltverformten Rund- und Steilgewindetriebe Rondo und Speedy unentbehrlich für diese Hightech-Apparaturen. Denn die Gleitspindeln werden nicht durch die Magnetfelder beeinflusst – sie sind also MRT-tauglich.

Die überaus guten tribologischen Eigenschaften der glatten und durch den Rollprozess positiv beeinflussten Aluoberfläche von Speedy und Rondo verstärken die Bedeutung im Medizinbereich, in dem Keimfreiheit und Sterilität unerlässlich ist. Weiter bestechen die hervorragenden Gleiteigenschaften von Aluminium. Natürlich funktionieren diese immer in Abhängigkeit vom Gegenlaufpartner.

Bei den Gleitgewindetrieben überzeugt die Paarung zwischen Aluspindel und verschleißfester Kunststoffmutter. Bei bestimmten Anwendungen und entsprechender Beschichtung ist sogar ein Trockenlauf und Wartungsfreiheit möglich. Die Fertigungs-Kernkompetenz Gewinderollen bringt viele Vorteile. Nebst erheblicher Festigungssteigerung durch die Kaltumformung und verminderter Kerbempfindlichkeit wird der Faserverlauf des Metalls durch das Gewindewalzen nicht unterbrochen. Zudem ist eine hohe Maßgenauigkeit möglich. jl


Technik im Detail

Aluspindel

Hohe Festigkeit trotz geringen Gewichts: Das bietet der Werkstoff Aluminium, der eine Dichte von 2,7 Gramm pro Kubikzentimeter besitzt.

Gewindespindeln aus Aluminium

Begeistert von der Vielfältigkeit des Werkstoffes Aluminium und angespornt durch den konstruktiven Dialog mit dem Kunden entwickeln die Konstrukteure im Hause Eichenberger kontinuierlich. Nebst Kugelgewindetrieben, Rund- und Steilgewindelösungen aus Stahl werden Rund- und Steilgewindetriebe in Aluminium für ein sehr breites Anwendungsgebiet konstruiert und hergestellt.

Speedy: Die Steilgewindespindel setzt – mit hoher Verfahrgeschwindigkeit – Linear- in Drehbewegungen um und ist bereits zum Teil in Aluminium erhältlich

Rondo: Die Rundgewindespindel hat sehr ruhige Laufeigenschaften und ist ebenfalls zum Teil in Aluminium erhältlich.