Schon in den 30er-Jahren des letzten Jahrhunderts wurden in der Schweiz bei RMB, die im Januar 2003 umfirmierte in MPS (Micro Precision Systems AG), Miniaturkugellager für Uhren und die Messgeräteindustrie hergestellt. In den 40er-Jahren fertigte das Unternehmen erstmals Miniatur-4-Punkt-Kugellager. Der heute zur FAULHABER-Gruppe gehörende Betrieb lieferte schon Bauteile für die Apollo-Mondmissionen und ist seither führend bei der Fertigung kleinster Lager und Antriebe. In drei Produktionslinien wird das Know-how umgesetzt: 4-Punkt-Kugellager und Miniaturkugeln, Linearlager und hochpräzise Kugelumlaufspindeln sowie kundenspezifische Komplettsysteme auf Basis bürstenloser Miniaturgleichstrommotoren inklusive Ansteuerungsmodule.
Präzise gelagert ...
Ursprung und historische Ausgangsbranche für alle Miniaturtechnik war die Uhrenindustrie. Auch MPS entwickelte seine Präzisionslager anfangs für diese Branche. Uhren stellen besondere Ansprüche an Genauigkeit, Langlebigkeit und geringste Reibung der Lager und sollten möglichst für ihre gesamte Lebensdauer geschmiert sein. All dies sind Anforderungen, die auch für alle anderen Gebiete der Mikromechanik gelten. Ein Meilenstein der Mikrolagerung war die Einführung der 4-Punkt-Kugellager. Sie sind bauartbedingt wartungsfrei, spielarm und können sowohl radiale wie axiale Kräfte aufnehmen. Daher setzte die Uhrenindustrie sie für den Selbstaufzugsmechanismus von Automatikuhren ein. Auch andere Funktionsbereiche, wie z.B. am Stellrad oder als Träger des Tourbillonkäfigs bei ganggenauen mechanischen Uhren, eroberte das Lager schnell.
Bei modernen Antrieben ist die Fähigkeit, Axial- und Radialkräfte aufzunehmen, ein großer Vorteil. So kann die Lagerung bei Motoren und Getrieben mit nur zwei gleichen Lagern auskommen. Für Extrem-anwendungen oder in der Medizintechnik für Implantate fertigt der Lagerspezialist die Kugellager aus Titan mit Kugeln aus Keramik-Zirkonoxid. Diese Lager sind biologisch verträglich und schmierstofffrei. Die Titanlager gibt es mit 1 und 1,5 mm Innendurchmesser bei 4 und 5,5 mm Außendurchmesser und nur 1,2 bzw. 2 mm Bauhöhe. Die Normalausführungen der Lager aus Edelstahl sind noch kleiner. Sie haben einen Innendurchmesser von 1,2 mm bei 1,6 mm Außendurchmesser und 0,4 mm Bauhöhe. Das Axialspiel des Winzlings beträgt dabei nur 6 µm. Selbstverständlich gibt es die Lagerkugeln auch einzeln. Stahlkugeln von 0,02 bis 1,5 mm und Zirkonoxidkugeln mit 0,7 und 1 mm sind Standard. Die sphärische Abweichung liegt dabei unter 0,08 µm bei einer Durchmesserabweichung pro Los von 1,3 µm. Die Härte von 760 HV bei Stahl bzw. 1150 HV bei Zirkonoxid steht für Verschleißfestigkeit im Einsatz.
... Exakt geführt
Bei linearen Bewegungen erlauben die Lager der microlinea® Produktionslinie eine reibungsarme Bewegung. Linearlager und Kugelkäfige sowie Kugelumlaufspindeln sorgen hier für einen geradlinigen Kurs. Die Linearlager mit einem Wellendurchmesser von 2 bis 6 mm bei einem Außendurchmesser von 4 bis 12 mm und 5 bis 18 mm Baulänge tragen bis zu 10 bzw. 245 N Last. Bei geringstem Bauvolumen können Linearlagerkäfige die Lösung bringen. Auch Lager von 3 bis 12 mm Innendurchmesser sind im Angebot. Als dritte Linearbaugruppe bieten sich die Linearkugelumlaufspindeln als Miniaturaktuator an. Bei einem Laufmutter-Durchmesser von 10 ... bis 28 mm und 4,25 bis 13,6 mm Wellendurchmesser sind präzise Verfahrenwege zwischen 70 und 260 mm möglich.
Kundenspezifische Komplettsysteme
Drittes Standbein der Miniaturfertigung sind komplette Lösungen nach kundenspezifischen Vorgaben. Hauptbetätigungsfeld sind dabei Prothesen, Implantate und Geräte der Medizintechnik, Miniaturpumpen, Positionier- und Stellantriebe für optische Systeme, Analysengeräte, Robotik, Präzisionswerkzeuge und Scanner.
So wurden schon körperimplantierbare, kleine peristaltische Pumpen und sogar Mikrodosierpumpen für die Implantation in die Augenhöhle entwickelt.
Auch rein mechanische "Hilfsmittel" wie Hexapoden-Roboter für die orthopädische Chirurgie an der Wirbelsäule oder Nachführtaster für optische Glasschneidemaschinen gehören zur Fertigungspalette. Wichtig ist dabei höchste Präzision in jeder Phase des Herstellungsprozesses. Dazu werden die einzelnen Bauteile mit geringem Querschnitt paarweise in Klassen von 2 µm sortiert, um z.B. optimalen Presssitz zu gewährleisten. Auch das Lagerspiel wird 100%ig kontrolliert und auf eine maximale Toleranz von nur 8 µm begrenzt. Dabei kommen auch selbst entwickelte Messgeräte zum Einsatz, die bei Bedarf auch Kunden und Lieferanten zur Verfügung stehen, um die Qualität in jedem Fall gewährleisten zu können.
Jahrzehntelange Erfahrung bei der Entwicklung und Serienfertigung von Mikropräzisionsteilen macht sich auch heute mit modernen Werkstoffen bezahlt. Selbst entwickelte Messtechnik und spezielle Fertigungsmaschinen und -verfahren sichern den technischen Vorsprung und die Qualität der Produkte. Die so möglichen hochwertigen Produkte erlauben dem Anwender seinerseits innovative neue Wege einzuschlagen und mit zuverlässigen Bauteilen zu versorgen. |
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 Aufbau des Mikro-4-Punkt-Lagers
Linearkugelumlaufspindel im Miniatur-
format mit hoher Stellgenauigkeit
Nachführtaster für Präzisions-
Glasschneidemaschinen
Körperimplantierbare peristaltische Pumpe
Hexapodenhilfsroboter für Wirbelsäulen-
Operation |
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