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Kugel

Kugeln sind kugelförmige Bauteile, die als Wälzkörper in Wälzlagern, Kugelgewindetrieben und Linearführungen Lasten tragend abrollen. Daneben werden sie als Ventilkörper in Rückschlagventilen, als Referenzkugeln für Positionierung und Messung, als Mahlmedien für Rühranwendungen sowie als Spitze von Kugelschreibern eingesetzt. Als Werkstoffe kommen Wälzlagerstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt (SUJ2), Edelstahl (z. B. SUS440C), Kohlenstoffstahl, Hartmetall, Keramiken wie Siliciumnitrid, Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid, Nichteisenmetalle, Glas und Kunststoffe zum Einsatz. Die Maßgenauigkeit wird über Genauigkeitsklassen eingeteilt, die Kugelform, Durchmessertoleranz und weitere Kenngrößen festlegen; nach JIS B 1501 gilt: je kleiner die Klassenzahl, desto höher die Genauigkeit. Werkstoff und Klasse werden je nach Anwendung anhand von Last, Drehzahl, Korrosionsbeständigkeit, Temperatur sowie magnetischen und isolierenden Eigenschaften gewählt.

Kugel richtig auswählen

  1. 1. Werkstoff passend zur Anwendung wählen

    Für hochbelastete Lager werden Wälzlagerstähle eingesetzt, bei erforderlicher Korrosionsbeständigkeit Edelstahl und bei geringer Belastung und niedrigen Kosten Kohlenstoffstahl. Für leichte, unmagnetische und elektrisch isolierende Hochgeschwindigkeitslager sowie für Vakuumumgebungen eignet sich Siliciumnitrid; bei Kontakt mit Chemikalien oder bei Anwendungen ohne Korrosionsschutzöl kommen auch Kunststoffe und Glas in Frage.

  2. 2. Genauigkeitsklasse nach Leistungsanforderung festlegen

    Die Klassen werden als G3 bis G1000 und weitere Stufen angegeben; je kleiner der Wert, desto geringer sind Formabweichung und Durchmesserschwankung. Für Hauptspindeln von Werkzeugmaschinen mit geringem Geräuschpegel und hoher Drehzahl werden kleine Klassen gewählt, für Rollen und Anwendungen mit geringer Belastung große Klassen, um eine übermäßige Qualität zu vermeiden.

  3. 3. Nenndurchmesser und Zollangaben prüfen

    Die angebotenen Nenndurchmesser reichen von 0,3 bis 101,6 mm. Viele Durchmesser sind in Zoll angegeben, zum Beispiel 1/4 Zoll = 6,35 mm. Es ist zu prüfen, ob die Konstruktionswerte im metrischen oder im Zollsystem vorliegen, und eine Größe zu wählen, die zu Laufbahn und Käfig passt.

  4. 4. Rundheit und Oberflächenrauheit zur Laufqualität beurteilen

    Die Rundheit (bei den angebotenen Produkten 2,5 bis 25 μm) und die Oberflächenrauheit Ra (0,01 bis 0,15 μm) beeinflussen unmittelbar Schwingungen, Geräusch und Verschleiß. Bei Verwendung als Ventildichtung oder Referenzkugel ist ebenfalls zu prüfen, ob diese beiden Werte die erforderliche Genauigkeit erfüllen.

  5. 5. Härte und Einsatztemperatur prüfen

    Die Härte bestimmt die Verschleißfestigkeit und die Unempfindlichkeit gegen Eindrücke und wird in HRC oder HV angegeben. Bei Einsatz unter hohen Temperaturen sind die maximale Einsatztemperatur (bei den angebotenen Produkten 288 bis 1000 °C) und die Warmhärte zu prüfen. Hartmetall und Keramik behalten ihre Härte bei hohen Temperaturen leichter.

  6. 6. Zulässigkeit zusätzlicher Bearbeitung prüfen

    Durchgehärtete Kugeln sind sehr hart, weshalb Bohren und Schweißen schwierig sind. Werden Kugeln wie bei Kugelgelenken mit einer Welle verschweißt oder durchbohrt, sind einsatzgehärtete Kugeln mit geringer Einsatztiefe oder Kugeln mit Abflachungen zur Halterung als bearbeitbare Ausführungen zu wählen.

Dieser Leitfaden wurde von AI auf Grundlage der Unterlagen und Spezifikationsangaben der aufgeführten Produkte erstellt. Prüfen Sie vor dem Einsatz die Unterlagen des jeweiligen Herstellers.