Beschreibung

Kugeln werden bereits seit Jahrzehnten für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle eingesetzt. Vor allem an den Einsatz von Stahlkugeln, Edelstahlkugeln und Carbonstahlkugeln ist seit Beginn der industriellen Fertigung nicht mehr wegzudenken. Um die Vergleichbarkeit, Einheitlichkeit und Qualität von Stahlkugeln zu sichern, werden diese nach der Norm DIN 5401 gefertigt, welche Informationen zu Güteklassen, Grade, Härtegraden und Werkstoffen bietet. 

Herstellung

Am Anfang war der Draht. Dieser wird in kleine Stücke geschnitten. So beginnt die Produktion einer Metallkugel. Die zylindrischen Drahtstücke werden erwärmt, mit Hilfe einer Kugelpresse gestaucht und erhalten somit bereits eine kugelige Form. Diese noch unförmigen Stahlkugeln werden zwischen zwei Metallscheiben so lange gewalzt, bis sie eine schöne kugelige Form bekommen haben. Um die Metallkugeln verschleißfest zu machen, werden sie anschließend gehärtet. Nach dem Härten werden die Kugeln so lange geschliffen, bis sie den gewünschten Durchmesser und die gewünschte Güte erreicht haben. In einem letzten Fertigungsschritt werden die Stahlkugeln poliert. Nachdem Durchmesser, Oberflächengüte und Form ein weiteres Mal geprüft wurden, ist der Fertigungsprozess beendet.

Beschaffenheit

Bei dem Bestellvorgang von Stahlkugeln, sind die Abmessungen der gewünschten Kugel entscheidend. Das ausschlaggebende Maß ist der Durchmesser, der in mm oder inch angegeben wird. Die Oberflächengüte wird in Grade ausgedrückt, je kleiner das Grade, desto hochwertiger ist die Präzisionskugel. Die Genauigkeit der Präzisionskugel liegt bei 1µ. Ein weiteres Kriterium bei der Wahl der richtigen Stahlkugel ist der richtige Werkstoff, aus dem die Stahlkugel gefertigt wurde. Als Werkstoff kommen nahezu alle Stahlsorten in Frage, wobei Wälzlagerstahl und Edelstahl am gebräuchlichsten sind. Der Einsatz von Edelstahlkugeln bietet eine gute Korrosionsbeständigkeit beispielsweise gegenüber Rost.

Einsatzbereiche

Für Metallkugeln gibt es für vielerlei Anwendungsfälle; angefangen von Spraydosen und Sprühdosen über Ventile, Füllstandsanzeigen bis hin zu Gurtsystemen. Es gibt aber auch Einsatzfälle, da ist die Kugel eher unförmig als kugelrund z. B. beim Einsatz als Gewicht oder als Mischkugel. In unseren ASK-Kugellagern und in unseren kugelgelagerten Gelenkköpfen sind ebenfalls Stahlkugeln verbaut.

Technische Grundlagen

Kugeln werden normalerweise als Wälzkörper in Wälzlagern eingesetzt. Darüber hinaus gibt es jedoch noch weitere Einsatzgebiete wie z. B. in Kugelumlauflenkungen oder als Ventilkugeln usw.

Definitionen, Begriffe

G         Klasse, Kugelqualität nach ISO 3290 und DIN 5401

Dw       Nenndurchmesser der Kugel

Dws     einzelner Durchmesser einer Kugel. Abstand zweier paralleler Ebenen, die die Kugeloberfläche berühren.

Dwm    mittlerer Durchmesser des Kugelloses. Arithmetisches Mittel aus größtem und kleinstem einzelnen Durchmesser Dws einer Kugel.

DwmL  mittlerer Durchmesser des Kugelloses. Arithmetisches Mittel aus größtem und kleinstem mittleren Kugel ∆, Dwm in einem Los.

IG        Sortenintervall. Betrag in den das zulässige Abmaß des Nenndurchmessers der Kugel gleichmäßig aufgeteilt ist.

Los      eine bestimmte Anzahl von Kugeln, die unter gleichen Bedingungen (eine Maschinenfüllung) hergestellt werden.

Ra       Oberflächenrauheit nach DIN 4768

ST        Sortentoleranz. Bereich, in dem sich DwmL innerhalb einer Sorte bewegen darf (vom Betrag her gleich mit IG).

tDw      Formtoleranz. Abweichung von der Kugelform.

VDwA  Schwankung der Durchmesser in einer Sorte. Unterschied zwischen größtem und kleinstem mittleren Durchmesser Dwm in einer Sorte. Gilt für G500 bis G700 und für Sonderkugeln.

VDwL  Schwankung der Durchmesser in einem Los. Unterschied zwischen größtem und kleinstem mittleren Durchmesser Dwm in einem Los. Gilt für G3 bis G200.

VDws  Differenz zwischen größtem und kleinstem einzelnen Durchmesser.

Sorte   Abstand der mittleren Kugel t, eines Loses (bei VDwL) bzw. der Teilmenge eines Loses (bei VDwA) zum Nenndurchmesser der Kugel Dw, gerundet
auf ein ganzzahliges Vielfaches des Sortenintervalls IG.

 

Für G3 bis G200 gilt:

 

Die Lose werden nach ihrem statistischen Mittelwert den Sorten mitten zugeordnet, d. h. es ist an beiden Sortengrenzen ein maximaler Überhang von  Zulässig.

 

Außerdem ist eine weitere Überschreitung um  möglich.

Für Sonderkugeln gilt: Sortierung nach DIN5401

Toleranzen 

Toleranzen gehärter Stahlkugeln nach DIN 5401

Toleranzen gehärteter Kugeln aus nichtrostendem Stahl nach DIN 5401

Toleranzen nicht härtbarer Kugeln aus nichtrostendem Stahl nach DIN 5401

 

 

 

Härte und Werkstoffe

 

 

 

 

 

 

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Stahlkugeln

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