Damit Maschinen mechanische Kräfte zwischen verschiedenen Elementen übertragen können, wird oft ein Gelenkkopf verwendet. Die Anforderungen an ein solches Teil sind hoch, denn sie müssen langen Laufleistungen und intensiver Nutzung standhalten. Deshalb ist bei der Wahl des passenden Gelenkkopfes die Qualität von höchster Bedeutung.
Besonders bei Dreh- oder Kippbewegungen eignet sich ein Gelenkkopf als Verbindungselement ideal, denn die innere Struktur der Teile innerhalb der Wellengelenke eignen sich für das Übertragen von sowohl statischen als auch dynamischen Kräften. Damit der Gelenkkopf lange standhält und die Maschine problemlos genutzt werden kann, muss der Kopf DIN-genormt sein und geringes Spiel vorweisen. Darüber hinaus sollte der Bedarf nach Wartungsarbeiten äußerst gering gehalten werden, denn besonders bei komplizierten Maschinen, die aufwändige Montage bedürfen, kann eine solche Prozedur viel Zeit kosten.
Eigenschaften und Voraussetzungen
Strapazierfähige Gelenkköpfe kommen in den verschiedensten Maschinen zum Einsatz. Sie sind mit einem Innengewinde ausgestattet, das auch bei intensivem Gebrauch nur minimale Abnutzungsspuren aufweist und mit einer speziellen Beschichtung nur geringe Reibung erzeugt. Deshalb sollte ein stabiler Gelenkkopf immer selbstschmierend und kaltgepresst sein und aus Automatenstahl oder Lagerstahl bestehen. Mit diesen Voraussetzungen zählt er zu den einbaufertigen Elementen, die nach DIN ISO 12240-4 gefertigt sind.
Qualitätsprüfung
Welcher Gelenkkopf am besten zu den Anforderungen der Maschine passt, lässt sich aus der tatsächlichen Anwendung ableiten. Der Kopf wird nur dann korrekt dimensioniert, wenn sowohl die statische als auch die dynamische Belastung bekannt sind. Bei der statischen Belastung handelt es sich um die größtmöglichen Radial- oder Axialbelastungen, die, ohne Schwingungen oder Drehungen der Kugel, auf den Gelenkkopf ausgeübt werden können. Dabei spielt auch die Temperatur eine Rolle. Wird der Gelenkkopf bei Raumtemperatur weder verformt noch anderweitig beeinträchtigt, ist er statisch belastbar. Ein kompetenter Hersteller führt dazu regelmäßige Tests und Überprüfungen durch, um die Qualität seiner Bauteile dauerhaft sicherzustellen.
Bei dynamischer Belastung handelt es sich um Bewegungen, die zwischen den inneren und äußeren Teilen des Gelenkkopfs auftreten. Diese sogenannten Relativbewegungen müssen ebenfalls genau überprüft werden, sofern die Gelenkköpfe in Maschinen mit hoher Leistung eingesetzt werden sollen. Zuerst wird die Radialbelastung geprüft, denn die dynamische Belastung beansprucht den Gelenkkopf insgesamt stärker als durchgehende Belastung statischer Natur. Dann werden sowohl die Axialbelastung als auch die Äquivalenzbelastung, also die gleichzeitige Radial- und Axialbelastung des Kopfs, getestet. Hier wird nicht nur die eigentliche Belastungsgrenze gemessen, sondern auch die sogenannte Kriechgeschwindigkeit zwischen dem Innenring und der Lauffläche im Vorfeld der Belastung. Dass die Temperaturen bei dynamischer Belastung schneller ansteigen als bei Dauerbelastung sollte hierbei unbedingt mit einbezogen werden, denn der Kopf darf lediglich bei zulässiger Betriebstemperatur verwendet werden.
Einsatzbereiche
Gelenkköpfe kommen in den unterschiedlichsten Maschinen zum Einsatz. Abfüllanlagen und Landmaschinen verwenden sie genauso wie Maschinen der Fördertechnik, Pneumatik und Robotik. Selbst im Straßen- und Fahrzeugbau, sowie in Lebensmitteltechnik und Medizin helfen Gelenkköpfe dabei, den Belastungen der Maschine standzuhalten. Sogar außerhalb des Maschinenbaus kommen sie zum Einsatz, wie etwa in Orgelpfeifen und Türöffnungssystemen. Werden sie in Maschinen eingesetzt, halten sie unglaublichen Kräften stand und sorgen dafür, dass durchgängig und effektiv produziert werden kann. Deshalb sind sie kaum aus Maschinenhallen wegzudenken und keineswegs zu unterschätzen.
PM
