Gelenkköpfe, Gelenklager

„Sportlicher Ehrgeiz“

Aus dem Fahrzeugbau – hier durchaus in weiten Grenzen gedacht – sind Gelenkköpfe und Gelenklager schlichtweg nicht wegzudenken. Das Zuliefer-Unternehmen ASK Artur Seyfert fertigt diese Maschinenelemente in wartungsfreier und wartungspflichtiger Ausführung. SCOPE-Redakteur Michael Stöcker erfuhr hier von interessanten Anwendungsfällen in Luftfahrt und Motorradbau.

Im Einsatz auf der Straße: In Motorrad-Fahrwerken kontrollieren Gelenkköpfe und -lager die Schwenkbewegung. Außerdem sind sie Teil der Schalt- und Bremsanlage, der Übertragungsgestänge sowie der Aufhängungen von Stoßdämpfern und Lenkungsdämpfern. (Bild: ASK)

Maximale Tragfähigkeit, statische oder dynamische Belastungen sowie Einsatzdauer und Betriebssicherheit – das wären ganz grob die wichtigsten übergreifenden Parameter bei der Auswahl von Gelenklagern und Gelenkköpfen. Bis zu diesem Punkt herrscht Einmütigkeit im Markt. Allerdings gibt es bislang in punkto Tragzahl keine genormte und für alle Anbieter verbindliche Definition. Daher sind die Tragzahlen verschiedener Unternehmen nicht wirklich vergleichbar. Am besten macht man sich also auf den Weg zu einem Hersteller, um mehr zu erfahren.

Das traditionsreiche Unternehmen ASK Artur Seifert ist einer der führenden Player in diesem Markt und liefert Gelenkköpfe und -lager der Marke Askubal in viele Branchen. Etwa an Kunden in der Leichtbau-Sportluftfahrt. Die technischen Anforderungen in diesem Anwendungsbereich darf man als anspruchsvoll bezeichnen. Zuliefer- und Einbauteile sollen hier bei niedrigem Gewicht und kleinen Bauvolumen hohe Festigkeit und Stabilität aufweisen. Dieser Anspruch führt zwangsläufig zu hochfesten Werkstoffen, die bei geringen Abmessungen – also meist auch geringem Gesamtgewicht – höhere Kräfte aufnehmen als Standardausführungen. „Gelenkköpfe und Gelenklager für den Einsatz in der Luftfahrt bestehen daher meist aus Werkstoffen wie 440C, 1.7035 oder 1.4301 (Stahl- bzw. Edelstahl-Sorten, Anm.d.Red.)“, erläutert Thomas Klenk, Vetriebsleiter von ASK. Eng damit im Zusammenhang steht die Forderung nach Korrosionsbeständigkeit, auf die auch aus Gründen der Lebensdauer und Betriebssicherheit viel Wert gelegt wird.

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Häufig sind Gelenkköpfe und -lager konstruktive Elemente der Lenkung von Leichtbau- und Segelflugzeugen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Steuerung der Lenkung fast spielfrei sein muss und sich mit geringem Kraftaufwand betätigen lässt. Zudem dürfen während der Einsatzdauer Minimalspiel und Übertragungskräfte keinesfalls zunehmen! „Solche Anforderungen lassen sich mit Gelenkköpfen und Gelenklagern aus dem Standard-Programm nicht mehr bewältigen. Das geht nur mit kundenspezifischen Sonderausführungen die dem Einsatzfall angepasst sind“, sagt Vertriebsleiter Klenk.

Einsatz in Lenkung und Fahrwerk

An den Segelflugzeugbauer Schempp-Hirth liefert ASK Gelenkköpfe zur Einstellung verschiedener Steuerklappen. „Die Steuerbefehle werden bei Kleinflugzeugen im Gegensatz zu Großflugzeugen mechanisch über Gestänge und Gelenkköpfe übertragen“, erklärt Klenk. Andere Flugzeugbauer setzen die Bauteile in der Fahrwerk-Mechanik ein. Denn das zuverlässige Ein- und Ausfahren des Fahrwerkes in jedem Flugzustand ist nur mit Gelenklagern zu bewerkstelligen, da sie die elastische Verformung des Flugzeugrumpfes kompensieren und trotzdem eine volle Schwenkbewegung zulassen.

Ein Nischenhersteller und Kunde von ASK hat sich darüber hinaus auf die Herstellung von Landkufen für Kleinflugzeuge spezialisiert. Seine Kufen können mit Gelenkköpfen während des Fluges unter die Räder geklappt werden. Damit kann der Pilot abwechselnd auf festen Landebahnen und im Schnee landen. In Europa eher ungewöhnlich, ist dieses Produkt in Alaska ein Verkaufsschlager.

Eine andere Kategorie von Sportflugzeugen, bei denen die Gelenkköpfe aus Korntal verbaut werden, sind Rotorflieger und Tragschrauber. Hier sind sie verantwortlich für das exakte, stufenlose Verkippen von Rotorachsen und zur Verstellung der Rotorblätter. Laut Luftfahrtbundesamt waren in Deutschland 2011 fast 8.000 Segelflugzeuge sowie 3.122 Motorsegler und 773 „Drehflügler“ gemeldet. Geradezu monströs groß mutet dagegen die Anzahl der hierzulande zugelassenen Motorräder an. Das Statistische Bundesamt zählte für 2011 über 3,8 Millionen! Auch in diesem Markt ist ASK präsent. Beispielsweise in den sportlichen Motorrädern von KTM und LSL. Innerhalb der Fahrwerks-Konstruktion dieser Bikes kontrollieren die Gelenkköpfe und -lager die Schwenkbewegung und in Schaltung und Bremsanlage sind sie Bestandteil der Übertragungsgestänge. Zudem kommen sie in den Aufhängungen von Stoßdämpfern und Lenkungsdämpfern zum Einsatz. „Für die flexible Aufhängung von Beiwagen und Tuning-Anwendungen realisieren wir auch Sonderkonstruktionen. Da packt unsere Konstrukteure auch schon Mal der sportliche Ehrgeiz“, sagt Vertriebsleiter Klenk.

Wie überall zählen Qualitäten wie Wartungsfreiheit, Standzeit und Optik. Im Rahmen der Stoßdämpfer-Anwendung wird den Gelenkköpfen und -lagern zudem eine hohe Stoßfestigkeit abverlangt und in der Lenkungskonstruktion oder in Übertragungsgestängen sind geringe Reibkräfte und minimale „Lagerluft“ gefordert. „Selbst wenn es um ausgefallene Design-Ansprüche geht, können wir die Wünsche der Motorradbauer und -Werkstätten mitgehen“, berichtet Thomas Klenk. Michael Stöcker

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