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ballcenter Formabweichungen – wenn die Kugel nicht rund läuft

Formabweichungen treten immer wieder bei der Bearbeitung bzw. Herstellung von Kugeln auf. Hierbei weicht die Oberfläche einer Kugel mehr oder weniger stark von ihrer Sollform ab. Dies führt zu einem gewissen Grad zu einer Unrundheit.

Je nach Anwendung ist es entscheidend wie genau eine Kugel ist, oder in wie weit sie Formabweichungen vorweist. Um die Toleranzen für Formabweichungen zu bestimmten gibt es verschiedene Normen, in denen die Toleranzbereiche gelistet sind.
 

Expertise Formabweichungen – verschiedene Formen und Ausführungen

DIN 5401 / ISO 3290 Norm für Toleranzen bei Formabweichungen

Damit der Kunde auch die Kugel erhält, die er benötigt, sind bestimmte Normen und Regelungen notwendig, in denen die Toleranzen bei Formabweichungen festgelegt sind. Für eine bessere Unterteilung werden die Kugeln in Güteklassen unterteilt. Je nach Anforderung an die Kugel kann die Güteklasse gewählt werden. Je kleiner die Güteklasse, umso geringer ist der Toleranzbereich bei Formabweichungen und der Kugelform. Hierbei kommen sowohl nationale als auch internationale Normen zum Einsatz. Die internationale Norm ISO 3290 vereint mehrere nationale Normen, mitunter die DIN 5401. In dieser Norm wird genau aufgeführt wie der Toleranzbereich für Formabweichungen ist. Daher ist es wichtig auf die Angabe von Güteklassen nach DIN 5401 bzw. ISO 3290 zu achten. 

Ursachen Toleranzen bei Formabweichungen

Eine Kugel ist nie vollständig in gleichbleibender Qualität herstellbar. Hierfür gibt es unterschiedliche Ursachen. Zum einem sind die Produktionsmittel einem permanenten Verschleiß ausgesetzt, zum anderen können äußere Einflüsse Formabweichungen begünstigen. Die Formabweichungen dürfen nur bis zu einem bestimmten Maß die Kugel beeinflussen. Daher gibt es sogenannte Maßtoleranzen. Die Maßtoleranz gibt an in wie weit die Maße der Kugel der vorab angegebenen Maße abweichen darf. Hinzukommen Formtoleranzen. Diese geben an welche geometrischen Eigenschaften eine Kugel haben muss. Daher wird in diesem Fall besonders die Rundheit der Kugel geprüft. Zudem gibt es noch Lagetoleranzen. Hierbei werden die Eigenschaften geprüft, die eine Kugel im eingebauten Zustand haben darf. Bei einer Kugel ist dabei, egal in welchem Anwendungsgebiet, der Rundlauf entscheidend.

Messtechniken Messverfahren zur Feststellung von Formabweichungen

Besonders bei der runden Form der Kugel ist es entscheidend das kleine Formabweichungen direkt erkannt werden. Im herkömmlichen Sinne wird die Kugel hierfür mittels einem speziell dafür ausgelegten Rundheitsprüfgerätes z.B. der Fa. Taylor Hobson (UK) gemessen. Diese Maschinen sind hochpräzise und hochsensibel und garantieren, dass die, seitens der Kunden, gewünschten Toleranzen während der Produktion erreicht worden sind. Immer häufiger werden seit geraumer Zeit auch 3D-Messverfahren eingesetzt. Hierfür wird mittels eines Scanners die Kugel von einem Laser umfahren und dabei in der Gesamtheit erfasst. Das Abbild dieses Scans wird direkt in einem Programm wiedergegeben und dargestellt. Neben dem Radius der Kugel können auch die Formabweichungen bewertet werden. Da diese detailgetreu abgebildet werden. Die Toleranzen werden in diesem Verfahren automatisch erfasst und ausgewertet. Zudem hat diese Technik den großen Vorteil, dass sie zu einem preiswert, zum anderen sehr schnell ist. Daher kann sie auch für kleinere Serienproduktionen gut eingesetzt werden.

Formabweichungen Qualitätssicherung der Kugeln

Um gravierende Formabweichungen zu vermeiden ist eine ständige Qualitätssicherung nötig. Daher werden bei dem Verkauf von Edelstahlkugeln und Stahlkugeln die Güteklassen angegeben. Anhand dieser ist es möglich einzuschätzen, in wie weit die Form der Kugel abweichen darf. Die Abweichungen sind alle im µm Bereich zwischen 0,08 µm und 44 µm, also mit dem bloßen Auge nicht sichtbar. Das ballcenter bietet z.B. Keramikkugeln mit der Güteklasse 3 an. In dieser Güteklasse wird die geringste Formabweichung von 0,08 µm toleriert. Um die Qualität der Kugeln auch bei im Ausland hergestellten Kugeln zu gewährleisten, unterzieht das ballcenter allen Kugeln eine Qualitätssicherung. In dem Neueröffneten Werk in Kunshan (China) werden die Kugeln nach deutschem Standard überprüft und entsprechen somit der DIN 5401 und ISO 3290.

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Fachbegriffe
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