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DER KONSTRUKTEUR 12/2017

DER KONSTRUKTEUR 12/2017

KONSTRUKTIONSELEMENTE 04

KONSTRUKTIONSELEMENTE 04 04 Die Prüftechnik ist ein wichtiges Anwendungsgebiet für Hochleistungs- Keramik; hier Prüfstecker für die 100-%-Prüfung von Elektronikbaugruppen zu ungleichmäßigem Schwund beim Sintern und somit zu Verzug im Bauteil. Hier gelten in etwa die gleichen Prinzipien wie bei Kunststoff-Spritzgussteilen. GRUNDSATZ VIER: WEICHE KONTUREN VORSEHEN Scharfe Ecken sollten (und können) vermieden werden, da sie eventuell Schwierigkeiten beim Entformen des Grünlings verursachen. Auch mit Blick auf Spannungsspitzen im Bauteil sind scharfe Ecken und Kanten eher ungünstig. Generell sollten die Formteile so einfach wie möglich aufgebaut sein. GRUNDSATZ FÜNF: DRUCKSPANNUNG STATT ZUGSPANNUNG Gegenüber Druckspannung hingegen ist Keramik generell unempfindlich. Bei der Belastung durch Zugspannung gibt es jedoch geringere Spielräume als bei Metallen: Aufgrund der Sprödigkeit des Werkstoffs können bei Zugspannung Risse im Material entstehen. Eine Ausnahme bildet die Cerazur-Keramik, die aufgrund ihrer Schlagzähigkeit und Duktilität auch Zugspannung gut verträgt. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN www.DerKonstrukteur.de „EIN BAUTEIL, DAS DREIMAL SO LANGE HÄLT, DARF DOPPELT SO TEUER SEIN“ Philipp Froese, Vertriebsingenieur der Doceram GmbH Dass Keramikbauteile immer teuer sind, ist ein Vorurteil. Eine werkstoffgerechte Konstruktion kann die Kosten deutlich senken. Und wenn man nicht die reinen Produktionskosten berücksichtigt, sondern die Lebenszykluskosten, spricht der Vergleich oft für die Keramik. FAZIT: NEU DENKEN STATT ANPASSEN Das Fazit, das sich aus diesen Grundsätzen ergibt, heißt: Wer ein Metall- durch ein Keramikbauteil ersetzt oder ein Keramikteil neu konstruieren möchte, muss von Beginn an anders denken. Eine 1:1-Substitution des Werkstoffs wird teuer sein und nicht das volle Potenzial der Keramik ausschöpfen. Der Konstrukteur sollte sich am besten gedanklich vollständig von der Zeichnung des ggf. vorhandenen Metallbauteils lösen und sich stattdessen fragen: Wie lässt sich die Aufgabe, die das zu konstruierende Bauteil erfüllt, mit Keramik lösen? Und wie sollte das Bauteil dann aussehen? Wo ist der Verschleißbereich? Ergebnis wird dann in den meisten Fällen ein Bauteil sein, das grundsätzlich anders aussieht als eine Metallkomponente mit gleichen Funktionen: mit abgerundeten Kanten, einfacher Form, je nach Komplexität als Verbundbauteil oder auch modular aufgebaut. Bei dieser Vorgehensweise ist die Chance groß, dass ein extrem verschleißfestes Funktionsbauteil entsteht, dessen Stückpreis höher ist als der eines Metallbauteils. Aber die Keramikkomponente wird eine längere Lebensdauer aufweisen, damit deutlich weniger Service- und Austauschkosten verursachen und ggf. auch Zusatzfunktionen ermöglichen. In diesem Fall sind Keramikkomponenten nicht nur eine technisch überzeugende, sondern auch eine überaus wirtschaftliche Lösung. Wer nach diesen Regeln vorgeht, profitiert deutlich und ganz besonders dann, wenn er bei der Konstruktion mit Werkstoff-, sprich Keramik-Spezialisten zusammenarbeitet. Ein aktuelles Beispiel aus der Beratungspraxis von Doceram: Durch die Optimierung der Konstruktion konnte ein Hersteller von Sensorik für PKWs die Kosten für ein Sensorgehäuse, das in Motornähe eingebaut wird, auf etwa ein Drittel reduzieren. Hier zahlt sich Beratung also wirklich aus und trägt dazu bei, neue Einsatzbereiche für die Keramik zu erschließen – und dem Vorurteil entgegenzutreten, dass Keramik immer teuer sein muss. Bilder: Doceram www.doceram.com 26 DER KONSTRUKTEUR 12/2017

KONSTRUKTIONSELEMENTE WÄLZLAGER: FLUCHTUNGSFEHLER LEICHTGÄNGIG AUSPENDELN Um Wellendurchbiegungen oder Fluchtungsfehler abzufangen, eignen sich Pendelkugellager von Hecht. Die Lager in doppelreihiger Wälzkörper-Anordnung nehmen radiale und axiale Kräfte auf. Dazu verfügen sie im Außenring über eine gemeinsame Laufbahn, die ausreichend Spiel gewährt, um Verkippungen zwischen Welle und Gehäuse auszugleichen. Es gibt sie in offener oder abgedichteter Bauweise und verschiedenen Abmessungen. Bei höheren Belastungen empfiehlt sich der Einsatz von Pendelrollenlagern, die der Wälzlager-Spezialist ebenfalls, auch in kleineren und mittleren Losgrößen, bereithält. Die besonders zur Aufnahme kombinierter, zugleich radial und axial wirkender Belastungen geeigneten Lager sind in ein- oder mehrreihiger Bauform erhältlich. Für die Aufnahme sehr hoher Axialkräfte werden neben Standardmodellen mit Druckwinkeln von 10° bis 20° auch Spezialanfertigungen angeboten, deren Druckwinkel bis 30° reicht. www.hecht-hkw.de SCHRAUBKAPPE MIT ZUSÄTZLICHER DICHTSCHEIBE www.poeppelmann.com Pöppelmann Kapsto präsentiert mit der Normreihe GPN 802 eine neue Schraubkappe, die erhöhte Dichtigkeitsanforderungen erfüllt. Sie basiert auf der GPN-800-Kappe aus dem Kapsto-Normprogramm mit über 3 000 Abmessungen, die dank ihrer Robustheit, Temperaturbeständigkeit und Dichtheit Schutz während der Fertigung, Lagerung und beim Transport bietet. Die neue Schutzkappe enthält im Inneren eine zusätzliche NBR-Dichtscheibe, die verhindert, dass Flüssigkeiten oder Gase aus dem abzudichtenden Rohr austreten bzw. in dieses eindringen können. Die gelbe Schutzkappe passt zu zahlreichen Gewindearten (metrische, amerikanische und Rohrgewinde). Griffige Außenrändel erlauben eine einfache Montage per Hand. TELESKOP-TRAGARM ERGÄNZT MODULARES SYSTEM Ein teleskopierender Tragarm für Monitore, Anzeigegeräte und Bedienterminals bis zu einem Gewicht von 5 kg erweitert den Modulbaukasten des Schwenkarmsystems von Rose+Krieger. Er ermöglicht mehr Kombinationen und verbessert die ergonomische Anpassung der Endgeräte an das Arbeitsumfeld. Die Grundlänge des Tragarms beträgt 495 mm, ausgefahren misst er 720 mm. Zu dem modularen Tragarmsystem zählen auch Schwenkarme in einfacher und doppelter Ausführung. Der Schwenkarm mit nur einem Tragrohr eignet sich für Monitore mit einem Gewicht bis 10 kg. Die Version mit zwei Tragrohren ist bis 25 kg belastbar. Alle Tragarme sind mit den Konstruktionsprofilen aus dem Blocan-Baukasten und den Standard-Rohrverbindern des Herstellers kombinierbar. Damit lassen sich die Schwenkarme in abgewandelter Form auch zur ergonomischen Anordnung von Materialkästen oder Werkzeug- und Dokumentenhaltern verwenden. www.rk-rose-krieger.com KERAMIK LEISTET MEHR. Bauteile aus Technischer Keramik vollbringen Höchstleistungen in den anspruchsvollsten Anwendungen. Profitieren Sie von den herausragenden Materialeigenschaften der extrem harten und verschleißfesten Funktionswerkstoffe. Mehr unter sembach.de. Sembach GmbH & Co. KG . Oskar-Sembach-Straße 15 . 91207 Lauf a. d. Pegnitz . Tel.: +49 (0) 9123 167 0 . info@sembach.de . sembach.de

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