Pneumatikzylinder

Aluminium-Pneumatikrundrohre und Aluminiumpräzisionsrundstangen in der Anwendung als Pneumatikzylinder. Bild: Gerostal

Seit 2006 produziert die Kerpener Firma Gerostal Aluminiumpräzisionsrundstangen und -rundrohre in unterschiedlichen Legierungen und Ausführungen. Im Bereich der hochfesten Aluminiumlegierungen (EN AW 7075) verfügt Gerostal über ein gebrauchsmustergeschütztes Verfahren, mit dem die Zugfestigkeit sowie die Biege- und Dauerschwingfestigkeit gegenüber dem Grundwerkstoff gesteigert wird.

ISO-Zylinderrohre

Gerostal vertreibt Aluminiumkolbenstangen in Verbindung mit Aluminiumpneumatikrundrohren und ISO-Zylinderrohren. Bild: Gerostal

Bei den heutigen Verfahren werden die Aluminiumrundstangen meist nur in axialer Richtung kaltverfestigt. Im Gegensatz hierzu wird durch das Gerostal-Verfahren die Randschicht der Aluminiumrundstangen sowohl einer axialen wie auch radialen Verdichtung unterzogen. Dieses Verfahren hat zur Folge, dass in der Randzone die Vickershärte bis zu 20 Prozent ansteigt.

Weiterhin werden die spröden Aluminiumoxidschichten während des Verdichtens abgesprengt und vorhandene Oberflächenfehler egalisiert. Schlussendlich erhält die bearbeitete Stange unter Beibehaltung eines zähen Kerns eine hochverdichtete, druckstabile und fehlerfreie Randzone. Als Grundmaterial werden Rundstangen aus der Legierung EN AW 7075 T6 nach DIN EN 754 und DIN EN 573-3 eingesetzt. Anschließend werden die Stangen mit einer Harteloxalschicht beschichtet, um hohen Verschleiß- und Korrosionsanforderungen standzuhalten.

Die mikroskopisch auftretenden Spitzen der Harteloxalschicht werden mit dem werkseigenen Schleifverfahren egalisiert, ohne die positiven Eigenschaften der Harteloxalschicht zu reduzieren. Durch den Einsatz von speziellen Schleifbändern sind Oberflächenrauigkeiten von Rz < 0,5 serienreif möglich. Das Abrunden der Eloxalspitzen in Kombination mit der Rundheit (bis zum Passungsbereich Einheitswelle der Größe 7) führt zu extrem niedrigen Verschleißerscheinungen der Gegenpartner.

Verfahren glättet und verfestigt Stangen-Oberfläche

Rundstangen und -rohre

Aluminiumpräzisionsrundstangen und -rundrohre aus den Legierungen EN AW 6082 und EN AW 6061 ohne zusätzliche Randverdichtung – zum Beispiel für Kunststoffgleitlager. Bild: Gerostal

Das Zusammenspiel von Aluminiumverdichtung und Harteloxalbeschichtung ermöglicht in vielen Bereichen den Einsatz dieses Produktes als Substitution zu Kolbenstangen aus verchromtem Stahl oder Edelstahl. Das Produktprogramm umfasst die Durchmesser acht bis 32 Millimeter. Ein entscheidender Vorteil von FeramAL 7075, so der Markenname, ist das reduzierte Einsatzgewicht gegenüber Stahl. Im Salzsprühnebeltest DIN EN ISO 10289 war auch nach 240 Stunden keinerlei Korrosion erkennbar.

Aluminiumkolbenstangen

Aluminiumkolbenstangen in Verbindung mit Aluminiumpneumatikrundrohren und ISO-Zylinderrohren – als Rohre oder Stangen – sind die wichtigsten Komponenten für Pneumatikzylinder. Bild: Gerostal

Die Vorteile der Stangen werden durch Kunden in der Hydraulik und Pneumatikindustrie schon seit Jahren genutzt. So setzt zum Beispiel die Firma Baumgartner Pneumatik aus Freigericht diese Stangen in der Nutzfahrzeugindustrie ein. Die dargestellten Zylinder finden ihren Einsatz im Bereich der Sattelkupplung. Selbst diesen hoch anspruchsvollen Anforderungen halten die Aluminiumstangen seit Jahren stand, ohne Reklamationen.

Die Aluminiumkolbenstangen aus FeramAL 7075 zeichnen sich durch ihre Verschleißfestigkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit und das geringe Eigengewicht aus. Einsatzgebiete sind Kolbenstangen und Führungsstangen in Pneumatikzylindern, Kolbenstangen in Hydraulikzylindern, Kolbenstangen in Gasdruckfedern sowie Linearführungsstangen.

Weitere mögliche Einsatzbereiche der Stangen sind: Grundmaterial für Aluminiumdruckfedern und Grundmaterial für Trapezgewindespindeln oder auch andere Gewindespindeln.

In einem zweijährigen Forschungsvorhaben hat Gerostal mit namhaften Partnern aus der Draht- und Federindustrie eine Aluminiumdruckfeder zur Serienreife entwickelt. Zurzeit fehlt hier noch die entsprechende Endanwendung, die Geschäftsführung ist sich aber sicher, dass auf der Suche nach weiteren Gewichtseinsparungen die Aluminiumdruckfeder zum Einsatz kommen wird.

Im Bereich der 6000er Legierungen fertigt das Unternehmen die Aluminiumpräzisionsrundstangen und -rundrohre aus den Legierungen EN AW 6082 und EN AW 6061 ohne zusätzliche Randverdichtung.

Diese Rundprodukte werden im Toleranzbereich bis zum Passungsbereich Einheitswelle der Größe 7 hergestellt und finden überall dort, wo Kunststoffgleitlager eingesetzt werden, weltweiten Einsatz in der Linearführungsindustrie. Der herstellbare Abmessungsbereich umfasst die Durchmesser 6 mm bis 60 mm.

Autorin: Ingrid Fackler, Redaktion

Technik im Detail

Metallographie

Die Abbildung zeigt einen, mittels Metallographie aufgenommenen, kontrastierten Querschliff einer verdichteten 16 mm Rundstange. Diese Aufnahme wurde erstellt von einem unabhängigen Prüflabor. Sehr genau zu erkennen ist die verdichtete Randzone der Aluminiumstange, die in Kombination mit der aufgebrachten Harteloxalschicht der Stange eine erheblich bessere Verschleißfestigkeit aufweist.

FeramAL 7075

FeramAL 7075-Stangen zeichnen sich aus durch:

  • hohe Biegefestigkeit
  • Dauerschwingfestigkeit
  • Randschichthärtenerhöhung
  • extrem hohen Korrosionsschutz
  • exzellente Oberflächengüte
  • Ringverdichtung
  • RoHS Konformität (Quecksilber-, Cadmium-, Blei- und Chromfrei)
  • Luft– und Raumfahrtzulassung (EN AW 7075)
  • Zulassung nach den Richtlinien der FDA.